WO2018210467A1 - Allradantrieb für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2018210467A1
WO2018210467A1 PCT/EP2018/056650 EP2018056650W WO2018210467A1 WO 2018210467 A1 WO2018210467 A1 WO 2018210467A1 EP 2018056650 W EP2018056650 W EP 2018056650W WO 2018210467 A1 WO2018210467 A1 WO 2018210467A1
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WO
WIPO (PCT)
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drive
clutch
axle
wheel drive
wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056650
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg HORNISCHER
Original Assignee
Audi Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Audi Ag filed Critical Audi Ag
Publication of WO2018210467A1 publication Critical patent/WO2018210467A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/348—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed

Definitions

  • the invention relates to a four-wheel drive for a motor vehicle of the type specified in the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle having such an all-wheel drive.
  • DE 10 2010 047 443 A1 describes a motor vehicle with an all-wheel drive, in which a mechanical intermediate-axle differential is provided which has a coupling influencing the drive torque distribution between the front axle and the rear axle. Depending on the size of the applied clutch torque, a drive torque can be divided differently between the driven front axle and the driven rear axle.
  • the four-wheel drive according to the invention for a motor vehicle comprises a first permanently driven drive axle, a second shiftable drive axle and a first clutch for engaging and disengaging the second drive axle.
  • first permanently driven drive axle is of course not to be understood that this can not be decoupled via a arranged between a manual transmission and a motor clutch.
  • first permanently driven drive axle is to be understood that it is always supplied with a closed drive clutch between the transmission and engine with a drive torque.
  • said first clutch can be used to switch on the second drive axle if required, ie also to supply or shift away with a drive torque, so that the second drive axle is decoupled from the engine of the motor vehicle.
  • the four-wheel drive has a second clutch for connecting and disconnecting the second drive axle, wherein between the second clutch and the second drive axle, a transmission with at least one gear ratio is arranged, which causes the rotational speeds of the two drive axles with open first and closed second clutch and consequently a drive torque is distributed unevenly on the two drive axles.
  • a transmission with at least one gear ratio is arranged, which causes the rotational speeds of the two drive axles with open first and closed second clutch and consequently a drive torque is distributed unevenly on the two drive axles.
  • the four-wheel drive according to the invention therefore comprises on the one hand the On the other hand, there is also a so-called longitudinal torque vectoring, in which an increase in the rotational speed of the second axle relative to the first axle can be generated due to the said intermediate transmission between the second drive axle and the second clutch. With relatively little extra effort, therefore, both the efficiency and the driving dynamics in the said four-wheel drive can be improved.
  • the longitudinal torque vectoring achievable via the said intermediate transmission between the second drive shaft of the second clutch is particularly well suited to improvements in driving dynamics on low friction surfaces such as gravel, snow or wet roads; So in situations in which a turn-off four-wheel drive is often switched on anyway.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the first drive axle is a front axle and the second drive axle is a rear axle, wherein the gearbox interposed between the second clutch and the second drive axle when the first and second clutch are open causes the rotational speed of the rear axle to be greater than the rotational speed of the front axle is, and as a result, a greater proportion of the drive torque is directed to the rear axle than to the front axle.
  • the four-wheel drive is operated in a kind of Disconnet mode in which only the front axle is driven. If, however, the first clutch is closed and the second clutch is open, the four-wheel drive is activated in a conventional mode, in which the drive torque is distributed, for example, evenly on both drive axles. If, however, the first clutch is open and the second clutch is closed, the four-wheel drive is also activated, but the gear ratio of the transmission generates a translation error between the front and the rear axle, which is a kind of longitudinal torque vectoring mode. In this preferred embodiment of the four-wheel drive is so in open clutches a pure front-wheel drive before.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the first and the second clutch are arranged radially interleaved with each other. As a result, the two clutches can be arranged particularly space-saving, so that the four-wheel drive can be made relatively compact in itself.
  • first and the second clutch are multi-plate clutches. This slat construction also contributes to keeping the required space very low.
  • the intermediate transmission between the second clutch and the second drive gear is a planetary gear.
  • Planetary gear units are particularly compact and can transmit particularly high torques at the same time. Furthermore, they bring the advantage that a drive and an output in planetary gears are positioned coaxially to each other.
  • the second clutch is connected to a planet carrier of the planetary gear, wherein a sun gear of the planetary gear is used as output and a ring gear of the planetary gear is fixed to a housing. This contributes to a particularly simple connection of the transmission.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the first clutch are connected via a direct drive through the interposed between the second clutch and the second drive axle gear with a propeller shaft.
  • the transmission is designed as a planetary gear
  • the sun gear of the planetary gear is preferably also arranged on the direct drive.
  • the four-wheel drive has a third clutch for connecting and disconnecting the propeller shaft and a transaxle of the second drive axle. This makes it possible to completely decouple the cardan shaft, namely both the motor side and the output side. As a result, a special ders energy-efficient driving operation can be achieved, if the second drive axle has already been decoupled anyway.
  • This third clutch may be, for example, a dog clutch. By using the dog clutch, a positive connection can be produced in a simple manner, so that no or hardly any losses occur through the third clutch when the third clutch is closed.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the four-wheel drive comprises a control device which is adapted to close the first, second and third clutch, so that the second drive axle is blocked and thereby a parking lock function is realized.
  • the propeller shaft is set above the gear shift error ratio of the transmission.
  • a parking lock function can be displayed in a particularly simple manner.
  • the invention also also offers an integrated option for a parking brake function.
  • the motor vehicle according to the invention comprises the all-wheel drive according to the invention or an advantageous embodiment of the four-wheel drive according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a four-wheel drive of a motor vehicle, in which the front axle is permanently driven and the rear axle can be switched on and switched off when needed, for connecting and disconnecting the rear axle directly behind a change gear first Separation point and in the region of the rear axle, a second separation point are provided; and in
  • Fig. 2 is a schematic representation of the first separation point, which has two clutches and a planetary gear, by means of which a different torque distribution between the front and rear axles in four-wheel drive is made possible.
  • An all-wheel drive 1 for an unspecified motor vehicle is shown in a schematic representation in Fig. 1.
  • the four-wheel drive 1 comprises a permanently driven front axle 2 and a shiftable rear axle 3.
  • the four-wheel drive 1 comprises a first separation point 4 and a second separation point 5.
  • the separation point 4 connects a propeller shaft 6 with a change gear 7, which in turn is coupled via a coupling not shown here with an engine 8 of the motor vehicle. About the separation point 4, the propeller shaft 6 can thus be decoupled from the change gear 7.
  • the second separating point 5 comprises a dog clutch 9, by means of which the propeller shaft 6 can in turn be decoupled from a rear differential 10. If the separation point 4 is opened and the jaw clutch 9 is opened at the same time, then the propeller shaft 6 is decoupled from both the engine 8 and the rear axle 3. In this pure front-wheel drive operation of the all-wheel drive 1, the propeller shaft 6 thus does not rotate, as a result of which the motor vehicle can be operated in a particularly energy-efficient manner.
  • the rear axle 3 allows the first disconnecting station 4 to connect the rear axle 3 purely on the one hand and to engage the rear axle 3 on the other hand , wherein an uneven torque distribution between the front axle 2 and the rear axle 3 can be achieved.
  • the separation point 4 is shown in a schematic representation in detail.
  • the separation point 4 comprises a first clutch K1 and a second clutch K2.
  • the first and second clutch K1, K2 are arranged radially nested to each other.
  • the two clutches K1, K2 are multi-plate clutches, which are particularly compact Allow construction.
  • a planetary gear 1 1 is arranged between the second clutch K2 and the propeller shaft 6, a planetary gear 1 1 is arranged.
  • the second clutch K2 is connected to a planet carrier 12 of the planetary gear 1 1, wherein a sun gear 13 of the planetary gear 1 1 serves as an output and a ring gear 14 of the planetary gear 1 1 is fixed to a housing 15.
  • a plurality of planetary gears 16, which are held by the planet carrier 12 are arranged in a manner known per se between the ring gear 14 and the sun gear 13.
  • the first clutch K1 is connected via a direct drive 17 which passes through the planetary gear 1 1, with the propeller shaft 6.
  • the four-wheel drive 1 can be operated in different modes. If the two clutches K1, K2 and the dog clutch 9 shown here are opened, the motor vehicle is operated in a pure front-wheel drive mode. If the clutch K1 is closed, the clutch K2 is opened and the dog clutch 9 is closed, the motor vehicle is operated in a first four-wheel drive mode in which the distribution of the drive torque provided by the motor 8 can be distributed uniformly between the front axle 2 and the rear axle 3, for example , If, however, the first clutch K1 is opened and the second clutch K2 is closed when the dog clutch 9 is closed, the planetary gear 11 causes the rotational speed of the rear axle 3 to be greater than the rotational speed of the front axle 2. As a result, the rear axle 3 engages greater drive torque than passed to the front axle 2. As a result, a so-called longitudinal torque vectoring can be achieved. The translation stage realized by means of the planetary gear 11 thus implements a kind of translation error between the front axle 2 and the rear axle 3, which is necessary for the said longitudinal torque vectoring.
  • the clutches K1, K2 and the dog clutch 9 can be opened so that the motor vehicle can be operated in a particularly energy-efficient manner with a pure front-wheel drive.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Allradantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste permanent angetriebene Antriebsachse (2), eine zweite zuschaltbare Antriebsachse (3) und eine erste Kupplung (K1) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3), wobei der Allradantrieb (1) eine zweite Kupplung (K2) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3) aufweist, wobei zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) ein Getriebe (11) mit zumindest einer Übersetzungsstufe angeordnet ist, welches bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung (K1, K2) bewirkt, dass sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen (2, 3) unterscheiden und infolgedessen ein Antriebsmoment ungleichmäßig auf die beiden Antriebsachsen (2, 3) verteilt wird.

Description

Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ferner betrifft die Erfindung noch ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Allradantrieb.
Es gibt Allradantriebe mit einer sogenannten Disconnect-Funktion, um die Effizienz zu steigern. Dabei wird die Kardanwelle bei nicht benötigtem Allradantrieb abgekoppelt, was die Schleppverluste deutlich reduziert. Derartige Allradantriebe sind beispielsweise in der US 2016/0214645 A1 oder auch in der US 2012/0158257 A1 gezeigt. In den besagten Patentanmeldungen sind jeweilige Allradantriebe für Kraftfahrzeuge beschrieben, welche eine erste permanent angetriebene Antriebsachse und eine zweite zuschaltbare Antriebsachse aufweisen, wobei eine Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse vorgesehen ist. Ferner ist bei den dort gezeigten Allradantrieben noch ein laterales Torque Vectoring vorgesehen, um die Fahrdynamik bei Bedarf erhöhen zu können. Dabei kann ein an eine Hinter- achse geleitetes Drehmoment unterschiedlich auf ein linkes und rechtes Hinterrad verteilt werden.
Die DE 10 2010 047 443 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb, bei welchem ein mechanisches Zwischenachsdifferential vorgesehen ist, welches eine die Antriebsmomentenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse beeinflussende Kupplung aufweist. In Abhängigkeit von der Größe des aufgebrachten Kupplungsmoments kann ein Antriebsmoment unterschiedlich zwischen angetriebener Vorderachse und angetriebener Hinterachse aufgeteilt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welcher zum einen besonders energieeffizient betrieben werden kann und zum anderen auch eine besonders gute Fahrdynamik aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erste permanent angetriebene Antriebsachse, eine zweite zuschaltbare Antriebsachse und eine erste Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse. Unter der ersten permanent angetrieben Antriebsachse ist selbstverständlich nicht zu verstehen, dass diese nicht auch über eine zwischen einem Schaltgetriebe und einem Motor angeordnete Kupplung entkoppelt werden kann. Unter der ersten permanent angetriebenen Antriebsachse ist zu verstehen, dass diese bei geschlossener Kupplung zwischen Schaltgetriebe und Motor immer mit einem Antriebsmoment versorgt wird. Bei der zweiten zuschaltbaren Antriebsachse hingegen kann die besagte erste Kupplung dazu verwendet werden, um bei Bedarf die zweite Antriebsachse zuzuschalten, also auch mit einem Antriebsmoment zu versorgen oder wegzuschalten, so dass die zweite Antriebsachse vom Motor des Kraftfahrzeugs entkoppelt ist.
Um einen besonders energieeffizienten Allradantrieb mit einer bei Bedarf besonders guten Fahrdynamik zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Allradantrieb eine zweite Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse aufweist, wobei zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse ein Getriebe mit zumindest einer Übersetzungsstufe angeordnet ist, welches bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung bewirkt, dass sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen unterscheiden und infolgedessen ein An- triebsmoment ungleichmäßig auf die beiden Antriebsachsen verteilt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Allradantrieb ist es also zum einen möglich, die zweite Antriebsachse bei Bedarf zu entkoppeln, so dass der Allradantrieb und somit das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient betrieben werden kann. Sollte aus fahrdynamischen Gründen eine unterschiedliche Momen- tenverteilung zwischen der ersten und der zweiten Antriebsachse vorteilhaft sein, so kann die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen werden, infolgedessen sich die besagte unterschiedliche Momentenverteilung zwischen der ersten und der zweiten Antriebsachse ergibt. Der erfindungsgemäße Allradantrieb umfasst also zum einen die eingangs er- wähnte Disconnect-Funktion und zum anderen noch ein sogenanntes lon- gitudinales Torque Vectoring, bei welchem aufgrund des besagten zwischengeschalteten Getriebes zwischen der zweiten Antriebsachse und der zweiten Kupplung eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der zweiten Ach- se gegenüber der ersten Achse erzeugt werden kann. Mit verhältnismäßig wenig Mehraufwand kann also sowohl die Effizienz als auch die Fahrdynamik bei dem besagten Allradantrieb verbessert werden. Das longitudinale Torque Vectoring, welches über das besagte zwischengeschaltete Getriebe zwischen der zweiten Antriebsachse der zweiten Kupplung erzielbar ist, ist besonders gut für Verbesserungen der Fahrdynamik auf Untergründen mit niedrigem Reibwert, wie Schotter, Schnee oder nasser Fahrbahn, geeignet; also bei Situationen, in denen ein abschaltbarer Allradantrieb ohnehin häufig zugeschaltet ist. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Antriebsachse eine Vorderachse und die zweite Antriebsachse eine Hinterachse ist, wobei das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse zwischengeschaltete Getriebe bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung bewirkt, dass die Drehgeschwindigkeit der Hinterachse größer als die Drehgeschwindigkeit der Vorderachse ist und infolgedessen ein größerer Anteil des Antriebsmoments auf die Hinterachse als auf die Vorderachse geleitet wird. Sind also die erste und die zweite Kupplung geöffnet, wird der Allradantrieb in einer Art Disconnet-Modus betrieben, bei welchem nur die Vorderachse angetrieben wird. Ist hingegen die erste Kupplung geschlossen und die zweite Kupplung geöffnet, ist der Allradantrieb in einem herkömmlichen Modus aktiviert, bei welchem das Antriebsmoment beispielsweise gleichmäßig auf beide Antriebsachsen verteilt wird. Ist hingegen die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen, so ist ebenfalls der Allradantrieb aktiviert, allerdings generiert die Übersetzungsstufe des Getriebes einen Übersetzungsfehler zwischen der Vorder- und der Hinterachse, was eine Art longitudinalen Torque Vectoring Modus darstellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Allradantriebs liegt also bei geöffneten Kupplungen ein reiner Frontantrieb vor. Sollte aus Traktionsgründen der Allradantrieb zugeschaltet werden, so kann durch Öffnen der ersten Kupplung und Schließen der zweiten Kupplung ein besonders hecklastiges Fahrverhalten erzielt werden. Dies kann an sich bei sportlicher Fahrweise erwünscht sein, zudem kann dies auch besonders nützlich sein, wenn mit dem Kraftfahrzeug, in welchem der Allradantrieb verbaut ist, gerade ein besonders schneller Anfahrvorgang durchgeführt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste und die zweite Kupplung radial verschachtelt zueinander angeordnet sind. Dadurch können die beiden Kupplungen besonders bauraumsparend angeordnet werden, so dass der Allradantrieb an sich relativ kompakt ausgebildet werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste und die zweite Kupplung Lamellenkupplungen sind. Diese Lamel- lenbauweise trägt ebenfalls dazu bei, um den benötigten Bauraum besonders gering zu halten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten An- triebsachse zwischengeschaltete Getriebe ein Planetengetriebe ist. Planetengetriebe sind besonders kompakt und können zugleich besonders hohe Momente übertragen. Ferner bringen sie den Vorteil mit sich, dass ein Antrieb und ein Abtrieb bei Planetengetrieben, koaxial zueinander positioniert sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Kupplung mit einem Planetenradträger des Planetengetriebes verbunden ist, wobei ein Sonnenrad des Planetengetriebes als Abtrieb dient und ein Hohlrad des Planetengetriebes an einem Gehäuse festgesetzt ist. Die trägt zu einer besonders einfachen Anbindung des Getriebes bei.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Kupplung über einen direkten Durchtrieb durch das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse zwischengeschaltete Getriebe mit einer Kardanwelle verbunden sind. Sofern das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist, ist das Sonnenrad des Planetengetriebes vorzugsweise ebenfalls auf dem direkten Durchtrieb angeordnet. Durch das Vorsehen dieses Durchtriebs kann eine besonders kompakte Bauweise erzielt werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Allradantrieb eine dritte Kupplung zum Verbinden und Trennen der Kardanwelle und eines Achsgetriebes der zweiten Antriebsachse aufweist. Dadurch ist es möglich, die Kardanwelle vollkommen zu entkoppeln, nämlich sowohl motorseitig als auch abtriebsseitig. Infolgedessen kann ein beson- ders energieeffizienter Fahrbetrieb erzielt werden, sofern die zweite Antriebsachse ohnehin gerade entkoppelt worden ist. Bei dieser dritten Kupplung kann es sich beispielsweise um eine Klauenkupplung handeln. Durch Einsatz der Klauenkupplung kann auf einfache Weise ein Formschluss her- gestellt werden, so dass bei geschlossener dritter Kupplung keine oder kaum Verluste durch die dritte Kupplung auftreten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Allradantrieb eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die erste, zweite und dritte Kupplung zu schließen, so dass die zweite Antriebsachse blockiert und dabei eine Parksperrenfunktion realisiert wird. In dem Fall wird die Kardanwelle über den Übersetzungsfehler der Übersetzungsstufe des Getriebes festgesetzt. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Parksperrenfunktion dargestellt werden. Neben der besonders effizienten und dynamischen Betriebsweise des Allradantriebs bietet die Erfindung zudem also auch noch eine integrierte Möglichkeit für eine Parksperrenfunktion.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst den erfindungsgemäßen All- radantrieb oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Allradantriebs.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der angegebenen Kombination sondern auch in Alleinstellung oder auch in anderen Kombinationen ver- wendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Allradantriebs eines Kraft- fahrzeugs, bei welchem die Vorderachse permanent angetrieben und die Hinterachse bei Bedarf zugeschaltet und weggeschaltet werden kann, wobei zum Zuschalten und Wegschalten der Hinterachse direkt hinter einem Wechselgetriebe eine erste Trennstelle und im Bereich der Hinterachse eine zweite Trennstelle vorgesehen sind; und in
Fig. 2 eine schematische Darstellung der ersten Trennstelle, welche zwei Kupplungen und ein Planetengetriebe aufweist, mittels welchem eine unterschiedliche Drehmomentverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse im Allradbetrieb ermöglicht wird. Ein Allradantrieb 1 für ein nicht näher bezeichnetes Kraftfahrzeug ist in einer schematischen Darstellung in Fig. 1 gezeigt. Der Allradantrieb 1 umfasst eine permanent angetriebene Vorderachse 2 und eine zuschaltbare Hinterachse 3. Zum Zuschalten und Wegschalten der Hinterachse 3 umfasst der Allradantrieb 1 eine erste Trennstelle 4 und eine zweite Trennstelle 5. Die Trenn- stelle 4 verbindet eine Kardanwelle 6 mit einem Wechselgetriebe 7, welches wiederum über eine hier nicht näher dargestellte Kupplung mit einem Motor 8 des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Über die Trennstelle 4 kann die Kardanwelle 6 also von dem Wechselgetriebe 7 entkoppelt werden. Die zweite Trennstelle 5 umfasst eine Klauenkupplung 9, mittels welcher die Kardanwelle 6 wiederum von einem Hinterachsdifferential 10 entkoppelt werden kann. Ist die Trennstelle 4 geöffnet und gleichzeitig die Klauenkupplung 9 geöffnet, so ist die Kardanwelle 6 sowohl vom Motor 8 als auch von der Hinterachse 3 entkoppelt. In diesem reinen Frontantriebsbetrieb des Allradantriebs 1 dreht die Kardanwelle 6 also nicht mit, infolgedessen das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient betrieben werden kann. Um neben einem besonders energieeffizienten Frontantriebsbetrieb zum einen die Hinterachse 3 besonders einfach Zuschalten und zum anderen auch eine besonders hohe Fahrdynamik erzielen zu können, ermöglicht die erste Trenn- stelle 4 zum einen ein reines Zuschalten der Hinterachse 3 und zum anderen noch ein Zuschalten der Hinterachse 3, wobei eine ungleichmäßige Momentenverteilung zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 erzielt werden kann. In Fig. 2 ist die Trennstelle 4 in einer schematischen Darstellung im Detail gezeigt. Die Trennstelle 4 umfasst eine erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2. Die erste und zweite Kupplung K1 , K2 sind radial verschachtelt zueinander angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei den beiden Kupplungen K1 , K2 um Lamellenkupplungen, welche eine besonders kompakte Bauweise ermöglichen. Zwischen der zweiten Kupplung K2 und der Kardanwelle 6 ist ein Planetengetriebe 1 1 angeordnet. Die zweite Kupplung K2 ist dabei mit einem Planetenradträger 12 des Planetengetriebes 1 1 verbunden, wobei ein Sonnenrad 13 des Planetengetriebes 1 1 als Abtrieb dient und ein Hohlrad 14 des Planetengetriebes 1 1 an einem Gehäuse 15 festgesetzt ist. In radialer Richtung betrachtet sind in an sich bekannter Weise zwischen dem Hohlrad 14 und dem Sonnenrad 13 noch mehrere Planetenräder 16 angeordnet, welche vom Planetenradträger 12 gehalten werden. Die erste Kupplung K1 ist über einen direkten Durchtrieb 17, welcher durch das Planetengetriebe 1 1 verläuft, mit der Kardanwelle 6 verbunden.
Der Allradantrieb 1 kann in unterschiedlichen Modi betrieben werden. Sind die beiden hier dargestellten Kupplungen K1 , K2 und die Klauenkupplung 9 geöffnet, so wird das Kraftfahrzeug in einem reinen Frontantriebsmodus betrieben. Ist die Kupplung K1 geschlossen, die Kupplung K2 geöffnet und die Klauenkupplung 9 geschlossen, so wird das Kraftfahrzeug in einem ersten Allradantriebsmodus betrieben, bei welchem die Verteilung des durch den Motor 8 bereitgestellten Antriebsmoments beispielsweise gleichmäßig zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 verteilt sein kann. Wird bei geschlossener Klauenkupplung 9 hingegen die erste Kupplung K1 geöffnet und die zweite Kupplung K 2 geschlossen, so bewirkt das Planetengetriebe 1 1 , dass die Drehgeschwindigkeit der Hinterachse 3 größer ist als die Drehgeschwindigkeit der Vorderachse 2. Infolgedessen wird an die Hinter- achse 3 ein größeres Antriebsmoment als an die Vorderachse 2 geleitet. Dadurch kann ein sogenanntes longitudinale Torque Vectoring erzielt werden. Durch die mittels des Planetengetriebes 1 1 realisierte Übersetzungsstufe wird also eine Art Übersetzungsfehler zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 realisiert, der für das besagte longitudinale Torque Vecto- ring erforderlich ist.
Zudem ist es auch noch möglich, die beiden Kupplungen K1 , K2 sowie die Klauenkupplung 9 an der zweiten Trennstelle 5 zu schließen. In dem Fall wird die Hinterachse 3 gegen ein Verdrehen blockiert, weil die Kardanwelle 6 über den Übersetzungsfehler der Übersetzungsstufe des Planetengetriebes 1 1 festgesetzt ist. So kann eine Parksperrenfunktion für das Kraftfahrzeug erzielt werden. Das longitudinale Torque Vectoring, bei welchem das Antriebsmoment des Motors 8 aktiv zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 verteilt wird, ist besonders gut für Verbesserungen der Fahrdy- namik auf Untergründen mit niedrigem Reibwert, wie beispielsweise auf Schotter, Schnee oder nasser Fahrbahn, geeignet. Ist es hingegen aufgrund der Fahrsituation gerade nicht erforderlich, ein besonders hohes Antriebsmoment auf die Fahrbahn zu übertragen, so können die Kupplungen K1 , K2 und die Klauenkupplung 9 geöffnet werden, so dass das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient mit reinem Frontantrieb betrieben werden kann. Entgegen der vorliegenden Darstellungen ist es aber auch möglich, das Grundprinzip der Entkopplung einer Antriebsachse und des longitudina- len Torque Vectorings auf einen Allradantrieb zu übertragen, bei welchem bei einer entkoppelten Antriebsachse ein Heckantrieb realisiert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Allradantrieb (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste permanent angetriebene Antriebsachse (2), eine zweite zuschaltbare Antriebsachse (3) und eine erste Kupplung (K1 ) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Allradantrieb (1 ) eine zweite Kupplung (K2) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3) aufweist, wobei zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) ein Getriebe (1 1 ) mit zumindest einer Übersetzungsstufe angeordnet ist, welches bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung (K1 , K2) bewirkt, dass sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen (2, 3) unterscheiden und infolgedessen ein Antriebsmoment ungleichmäßig auf die beiden Antriebsachsen (2, 3)verteilt wird.
Allradantrieb (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Antriebsachse (2) eine Vorderachse und die zweite Antriebsachse (3) eine Hinterachse ist, wobei das zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) zwischengeschaltete Getriebe (1 1 ) bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung bewirkt, dass die Drehgeschwindigkeit der Hinterachse größer als die Drehgeschwindigkeit der Vorderachse ist und infolgedessen ein größerer Anteil des Antriebsmoments auf die Hinterachse als auf die Vorderachse geleitet wird.
Allradantrieb (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste und die zweite Kupplung (K1 , K2) radial verschachtelt zueinander angeordnet sind.
Allradantrieb (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste und die zweite Kupplung (K1 , K2) Lamellenkupplungen sind.
5. Allradantrieb (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsach- se (3) zwischengeschaltete Getriebe (1 1 ) ein Planetengetriebe ist.
6. Allradantrieb (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Kupplung (K2) mit einem Planetenradträger (12)des Planetengetriebes (1 1 ) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (13) des Planetengetriebes (1 1 ) als Abtrieb dient und ein Hohlrad (14) des Planetengetriebes (1 1 ) an einem Gehäuse (15) festgesetzt ist. 7. Allradantrieb (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Kupplung (K1 ) über einen direkten Durchtrieb (17) durch das zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) zwischengeschaltete Getriebe (1 1 ) mit einer Kardanwelle (6) verbunden ist.
8. Allradantrieb (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Allradantrieb (1 ) eine dritte Kupplung (9) zum Verbinden und Tren- nen der Kardanwelle (6) und eines Achsgetriebes (10) der zweiten Antriebsachse (3) aufweist.
9. Allradantrieb (1 ) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Allradantrieb (1 ) eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die erste, zweite und dritte Kupplung (K1 , K2, 9) zu schließen, sodass die zweite Antriebsachse (3) blockiert und dadurch eine Parksperrenfunktion realisiert wird. 10. Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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