DE3901348A1

DE3901348A1 - Vorrichtung zum antrieb der vorder- und hinterraeder eines motorfahrzeugs

Info

Publication number: DE3901348A1
Application number: DE3901348A
Authority: DE
Inventors: Yasuji Shibahata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1989-07-27
Also published as: GB2216077B; JPH0764219B2; FR2629025B1; US4981191A; DE3901348C2; GB2216077A; JPH01182128A; GB8901076D0; FR2629025A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentan spruchs 8.

Es handelt sich dabei insbesondere um eine Vorrichtung zum Antrieb der Vorder- und Hinterräder eines Motorfahrzeuges zwecks Verbesserung der Kurvenfahreigenschaften des Motor fahrzeuges im Bereich kleiner und mittlerer Geschwindigkeit sowie zwecks Verbesserung von dessen Stabilität in einem Bereich hoher Geschwindigkeit.

Bei einem in Fig. 1 dargestellten bekannten Motorfahrzeug mit Vorder- und Hinterrädern (im folgenden als Vierrad-Mo torfahrzeug bezeichnet) wird Antriebsleistung von einem Motor 1 über ein Getriebe T/M sowie eine Ausgangswelle 2 auf ein Vorderrad-Differential 3 übertragen, das ein Diffe rentialgehäuse 4 sowie ein Paar von Ausgangswellen 5, 6 besitzt. Diese Wellen 5, 6 sind über Antriebsachsen 7, 8 mit Vorderrädern FW gekoppelt, wobei Antriebsleistung vom Vorderrad-Differential 3 über eine Antriebswelle 9 auf ein Hinterrad-Differential 13 zum Antrieb eines Paars von Hinterrädern RW übertragen wird. Das Hinterrad-Differential 3 besitzt ein Differentialgehäuse 14, mit dessen hinterem Ende die Antriebswelle 9 über kämmende Zahnräder 11, 12 gekoppelt ist. Das Differential-Gehäuse 14 ist mit einem Paar von drehmomentübertragenden Kupplungen (beispielsweise hydraulische Mehrplattenkupplungen) 21, 25 kombiniert, die auf Ausgangswellen 15, 16 montiert sind. Diese Ausgangswel len 15, 16 sind wiederum über Antriebsachsen 17, 18 mit den Hinterrädern RW gekoppelt. Die hydraulischen Mehrplatten kupplungen 21, 25 werden zur Änderung der auf die Ausgangs achsen 15, 16 zu übertragenden Antriebsleistung durch ein nicht dargestelltes hydraulisches Drucksteuersystem ge steuert.

Die hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21, 25 umfassen speziell am linken bzw. am rechten Teil des Differentialge häuses 14 befestigte Außenplatten 22 und 26 sowie an den Ausgangsachsen 15 und 16 befestigte, mit den Außenplatten 22 und 26 abwechselnde Innenplatten 23, 27. Die auf die Ausgangsachsen 15, 16 zu übertragende Antriebsleistung kann durch Einleiten von unter Druck stehendem Öl in Hydraulik druckkammern 24, 28 der Kupplungen 21, 25 geändert werden.

Es sei nun angenommen, daß das Vierrad-Motorfahrzeug eine Kurve gemäß Fig. 2 fährt. Wird das Motorfahrzeug glatt gesteuert, wenn die Motorleistung klein ist und rutschen die Vorderräder FW lediglich geringfügig, so läuft das äußere Hinterrad RW (in Bezug auf den Kurvenkreis (bei dem es sich um ein Hilfsantriebsrad handelt, auf einem Weg r ₄, welcher außerhalb eines mittleren Weges f ₀ der Vorderräder FW liegt, bei denen es sich um Hauptantriebsräder handelt. Im Idealfall sollten die Drehzahlen ω ₁, ω ₂ des inneren und äußeren Vorderrades FW, die Drehzahl ω ₀ der Antriebswelle 9 und die Drehzahlen ω ₃, ω ₄ des inneren und äußeren Hinterra des RW vorzugsweise folgender Gleichung genügen:

Bei einem Vierrad-Motorfahrzeug nach Fig. 1 übersteigt jedoch die Drehzahl ω ₄ die Drehzahl ω ₀ nicht, sondern ist höchstens gleich der Drehzahl ω ₀ selbst wenn der auf die dem äußeren Hinterrad RW zugeordnete hydraulische Mehrplat tenkupplung 25 einwirkende Druck erhöht wird. Es ist nicht möglich, eine Antriebsleistung zu erzeugen, um das äußere Hinterrad RW so zu drehen, daß der Zusammenhang ω ₀ < ω ₄ erfüllt ist. Das Motorfahrzeug erfährt daher bei einer Kurvenfahrt eine straffe eckige Bremsung.

Wird der auf die dem äußeren Hinterrad RW zugeordnete hydraulische Mehrplattenkupplung 25 einwirkende Druck verringert, so ergibt sich die Bedingung ω ₀ < ω ₄, wobei jedoch die Vorteile des Vierrad-Motorfahrzeuges nicht mehr erreicht werden, welche sich aus dem Antrieb sowohl der Vorder- als auch der Hinterräder ergeben.

Das in Fig. 1 dargestellte Vierrad-Motorfahrzeug basiert im Aufbau auf einem Fahrzeug mit vorn liegendem Motor und Vorderradantrieb. Die vorgenannten Probleme ergeben sich jedoch auch bei einem Vierrad-Motorfahrzeug, das in seinem Aufbau auf einem Fahrzeug mit hinten liegendem Motor und Hinterradantrieb basiert.

Fig. 3 zeigt ein Vierrad-Motorfahrzeug, bei dem die Motor leistung von einer Getriebeausgangswelle 2 auf ein Hinter rad-Differential 3 und sodann von diesem über eine An triebswelle auf ein Vorderrad-Differential 13 übertragen wird. Dieses Vorderrad-Differential 13 besitzt hydraulische Mehrplattenkupplungen 21, 25, die mit denjenigen nach Fig. 1 identisch sind und in einem Differentialgehäuse 14 ange ordnet und auf Vorderrad-Ausgangswellen 15, 16 montiert sind.

Fährt das Vierrad-Motorfahrzeug eine Kurve gemäß Fig. 4, so ist die folgende Bedingung erfüllt, da das äußere Vorderrad (in Bezug auf den Kurvenkreis) bei dem es sich um ein Hilfsantriebsrad handelt, auf einem Weg f ₂, der außerhalb eines mittleren Weges r ₀ der Hinterräder liegt, bei denen es sich um die Hauptantriebsräder handelt:

Selbst wenn der auf die dem äußeren Vorderrad zugeordnete hydraulische Mehrplattenkupplung 25 einwirkende Druck erhöht wird ist es jedoch nicht möglich, eine Antriebslei stung zu erzeugen um das äußere Vorderrad so zu drehen, daß der Zusammenhang ω ₀ < ω ₂ erfüllt wird.

Dies gilt auch für ein Vierrad-Motorfahrzeug, das in seinem Aufbau auf einem (nicht dargestellten) Fahrzeug mit vorn liegendem Motor und Hinterradantrieb basiert.

Im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb der Vorder- und Hinterräder eines Vierrad-Motorfahrzeuges mit Haupt- und Hilfsantriebsrädern sowie einem Paar von drehmo mentübertragenden und durch ein den Hilfsantriebsrädern zugeordnetes Differential steuerbaren Kupplungen anzugeben, welche Drehzahlerhöhungsmöglichkeiten für einen Antriebs leistungs-Übertragungsweg von einem mit den Hauptantriebs rädern gekuppelten Differential auf ein mit den Hilfsan triebsrädern gekuppelten Differential besitzt, um die auf die Hauptantriebsräder wirkende Antriebsleistungkleiner als die auf die Hilfsantriebsräder wirkende Antriebsleistung zu machen, so daß bei einer Kurvenfahrt des Motorfahrzeuges ein auf ein äußeres Hilfsantriebsrad wirkendes Antriebs drehmoment größer als ein auf ein inneres Hilfsantriebsrad wirkendes Antriebsdrehmoment zu machen, in dem die drehmo mentübertragenden Kupplungen im Sinne einer Verbesserung der Betriebseigenschaften, beispielsweise des Kurvenfahr verhaltens des Motorfahrzeuges gesteuert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine weitere Lösung der genannten Aufgabe ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 8 gegeben.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen sind jeweils Gegenstand entsprechender Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die bereits erläuterte schematische Ansicht eines Antriebssystems eines Vierrad-Motorfahr zeuges, das in seinem Aufbau auf einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb basiert und in dem eine erfindungsgemäße Vorder- und Hinterrad-Antriebs vorrichtung verwendbar ist;

Fig. 2 das bereits erläuterte Diagramm bei einer Kur venfahrt des Vierrad-Motorfahrzeuges nach Fig. 1, aus dem auch die Wirkungsweise der Vorder und Hinterrad-Antriebsvorrichtung ersichtlich ist;

Fig. 3 die bereits erläuterte schematische Ansicht eines Antriebssystems eines Vierrad-Motorfahr zeuges, das in seinem Aufbau auf einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb basiert und in dem eine erfindungsgemäße Vorder- und Hinterrad-Antriebs vorrichtung verwendbar ist;

Fig. 4 das bereits erläuterte Diagramm für eine Kurven fahrt des Vierrad-Motorfahrzeugs nach Fig. 3, aus dem auch die Wirkungsweise der Vorder- und Hinterrad-Antriebsvorrichtung ersichtlich ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Drehzahler höhungseinrichtung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Drehzahler höhungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Drehzahler höhungseinrichtung gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung.

Fig. 8 einen Horizontalschnitt zur Darstellung der speziellen baulichen Einzelheiten der ersten Ausführungsform der Drehzahlerhöhungseinrichtung sowie eines den Hilfsantriebsrädern zugeordneten Differentials; und

Fig. 9 ein Diagramm eines auf dem Motorfahrzeug mon tierten hydraulischen Drucksteuerkreises zur Steuerung der Vorder- und Hinterrad-Antriebsvor richtung.

In den Figuren sind sich entsprechende Elemente mit glei chen bzw. sich entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Eine erfindungsgemäße Vorder- und Hinterrad-Antriebsvor richtung kann in einem Vierrad-Motorfahrzeug, das in seinem Aufbau auf einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb gemäß Fig. 1 basiert, in einem Vierrad-Motorfahrzeug, das in seinem Aufbau auf einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb gemäß Fig. 3 basiert oder in einen Vierrad-Motorfahrzeug, das in seinem Aufbau einem Fahrzeug mit Vorderrad- und Hinterradantrieb entspricht, verwendet werden. Eine erfindungsgemäße Dreh zahlerhöhungseinrichtung in einer Vorder- und Hinterrad-An triebsvorrichtung ist im Grundsatz auf einer Antriebswelle 9 montiert, die als Antriebsleistungs-Übertragungsweg dient und von einem Hauptantriebsrädern zugeordneten Differential 3 zu einem Hilfsantriebsrädern zugeordneten Differential 13 verläuft, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, welche in der Vorder- und Hinterrad-Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Diese Drehzahlerhöhungseinrichtung umfaßt im wesentli chen eine Eingangswelle 19, eine Ausgangswelle 29, eine direkt kuppelnde Kupplung 30, einen Drehzahlerhöhungsmecha nismus 40 sowie eine Drehzahlerhöhungskupplung 50. Die Eingangswelle 19 nimmt Antriebsleistung vom Hauptantriebs rad-Differential 3 auf, wie dies in den Fig. 1 und 3 darge stellt ist, während Antriebsleistung von der Ausgangswelle 29 auf das Hilfsantriebsrad-Differential 13 übertragen wird.

Gemäß Fig. 5 ist die direkt kuppelnde Kupplung 30 zwischen der Eingangswelle 19 und der Ausgangswelle 29 angeordnet. Sie ist als hydraulische Mehrplattenkupplung mit einer einstückig auf einem Ende der Eingangswelle 19 montierten Trommel 31, in dieser Trommel angeordneten und befestigten äußeren Platten 23 und auf einem Ende der Ausgangswelle 29 fest montierten und mit den äußeren Platten 32 abwechseln den inneren Platten 33 ausgebildet. Der Drehzahlerhöhungs mechanismus 40 ist zwischen der Kupplungstrommel 31 und der Ausgangswelle 29 angeordnet. Dieser Drehzahlerhöhungsmecha nismus 40 ist als Planetengetriebemechanismus mit einem auf einem Ende der Kupplungstrommel 31 montierten inneren Zahnrad 41, mehreren kleineren mit dem inneren Zahnrad 41 kämmenden Ritzelzahnrädern 42, mehreren größeren mit den kleineren Ritzelzahnrädern 42 über entsprechende Verbin dungswellen 45 kämmende Ritzelzahnrädern 43 und einem mit den größeren Ritzelzahnrädern 43 kämmenden und fest auf der Ausgangswelle 29 montierten inneren Zahnrad 44 ausgebildet.

Die Verbindungswellen 45 zwischen den Ritzelzahnrädern 42, 43 sind auf einem Träger 46 gelagert. Die Drehzahlerhö hungskupplung 50 ist zwischen dem Träger 46 und einem Motorfahrzeugchassis B angeordnet und umfaßt eine hydrauli sche Mehrplattenkupplung mit äußeren am Motorfahrzeugchas sis B befestigten Platten 52 und inneren am Träger 46 und mit den äußeren Platten 52 abwechselnden inneren Platten 53.

Die Anzahl N ₁ der Zähne des inneren Zahnrades 41 auf der Eingangswelle 19, die Anzahl N ₂ der Zähne der kleineren Ritzelzahnräder 42, die Anzahl N ₃ der Zähne der größeren Ritzelzahnräder 43 sowie die Anzahl N ₄ der Zähne des inne ren Zahnrades 44 auf der Ausgangswelle 29 sind gemäß fol gender Beziehung gewählt:

Die als Antriebsleistungs-Übertragungsweg zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Vierrad-Motorfahrzeugs dienen de Antriebswelle 9 ist daher mit der die direkt kuppelnde Kupplung 30, den Drehzahlerhöhungsmechanismus 40 sowie die Drehzahlerhöhungskupplung 50 umfassenden Drehzahlerhöhungs einrichtung bzw. einer die Drehzahl der Eingangswelle ändernden Drehzahlerhöhungseinrichtung kombiniert.

Ist die direkt kuppelnde Kupplung 30 eingekuppelt und die Drehzahlerhöhungskupplung 50 ausgekuppelt, so wird An triebsleistung von der Eingangwelle 19 über die direkt kuppelnde Kupplung 30 direkt auf die Ausgangswelle 29 übertragen. Dabei dreht der Drehzahlerhöhungsmechanismus 40 leer, da die Drehzahlerhöhungskupplung 50 ausgekuppelt ist. Die Drehzahl ω′ der Ausgangswelle 29 ist daher gleich der Drehzahl ω der Eingangswelle 19 (ω′=ω).

Wenn die direkt kuppelnde Kupplung 30 ausgekuppelt und die Drehzahlerhöhungskupplung 50 eingekuppelt ist, wird An triebsleistung von der Eingangswelle 19 über den Drehzahl erhöhungsmechanismus 40, d.h. das innere Zahnrad 41, die kleineren Ritzelzahnräder 52, die Verbindungswellen 45, die größeren Ritzelzahnräder 43 und das innere Zahnrad 44 auf die Ausgangswelle 29 übertragen, wobei es sich um einen Nebenweg für die direkt kuppelnde Kupplung 30 handelt. Dabei hängen die Drehzahl ω′ der Ausgangswelle 29 und die Drehzahl ω der Eingangswelle 19 gemäß folgender Beziehung zusammen:

Daher ist die Drehzahl ω′ der Ausgangswelle 29 größer als die Drehzahl ω der Eingangswelle 19 (ω′ < ω).

Da die Antriebsleistung vom Motor über den Drehzahlerhö hungsmechanismus 40 auf das den Hilfsantriebsrädern zuge ordnete Differential übertragen werden kann, kann die auf die Hilfsantriebsräder übertragene Antriebsleistung größer als die auf die Hauptantriebsräder übertragene Antriebslei stung gemacht werden. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeu tet dies, daß die Antriebsleistung von dem mit den Hauptan triebsrädern gekoppelten Differential 3 in ihrer Drehzahl erhöht und sodann auf das mit den Hilfsantriebsrädern gekoppelte Differential 13 übertragen wird und im Ergebnis eine größere Antriebsleistung auf die Hilfsantriebsräder als auf die Hauptantriebsräder übertragen wird.

Durch Betätigung einer im folgenden noch zu beschreibenden hydraulischen Drucksteuereinrichtung zwecks Einleitung von unter Druck stehendem Öl in eine mit einem äußeren Rad gekoppelte hydraulische Mehrplattenkupplung, beispielsweise die hydraulische Mehrplattenkupplung 25 im Hilfsantriebs rad-Differential 13, treten die inneren Platten 27 und die äußeren Platten 26 zur Einkupplung der Kupplung 25 reibend in Eingriff, um Antriebsleistung mit einer erhöhten Dreh zahl auf die mit dem äußeren Rad verbundene Ausgangswelle 16 zu übertragen, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt.

Fährt das Motorfahrzeug eine Kurve gemäß Fig. 2, so wird gemäß der Darstellung durch einen Pfeil F ₄ das Antriebs drehmoment, das auf das ein Hilfsantriebsrad darstellende äußere Hinterrad übertragen wird, größer als das auf das innere Hinterrad übertragene Drehmoment, so daß das Kurven fahrverhalten des Vierrad-Motorfahrzeuges im Bereich klei ner und mittlerer Geschwindigkeit verbessert werden kann.

Andererseits ist es auch möglich, zur Erzielung einer größeren Fahrstabilität des Motorfahrzeuges im Bereich hoher Geschwindigkeit, das auf das innere Hinterrad gegebe ne Antriebsdrehmoment größer als das auf das äußere Hinter rad gegebene Antriebsdrehmoment zu machen.

Fährt das Motorfahrzeug eine Kurve gemäß Fig. 4, so wird gemäß der Darstellung durch einen Pfeil F ₂ das Antriebs drehmoment, das auf das ein Hilfsantriebsrad darstellende äußere Vorderrad übertragen wird, größer als das auf das innere Vorderrad übertragene Drehmoment, wodurch das Kur venfahrverhalten des Vierrad-Motorfahrzeuges im Bereich kleiner und mittlerer Geschwindigkeit verbessert wird. Andererseits kann zur Verbesserung der Fahrstabilität des Motorfahrzeuges in einem Bereich hoher Geschwindigkeit das auf das innere Vorderrad gegebene Drehmoment größer als das auf das äußere Vorderrad gegebene Drehmoment gemacht wer den.

Wie oben beschrieben, kann das auf die Hilfsantriebsräder gegebene Drehmoment größer als das auf die Hauptantriebsrä der gegebene Drehmoment gemacht werden, ohne daß die Vorzü ge des Vierrad-Motorfahrzeuges mit einem Antrieb aller vier Räder beeinträchtigt werden. Die Betriebseigenschaften des Motorfahrzeugs, wie das Kurvenfahrverhalten im Bereich kleiner und mittlerer Geschwindigkeit und die Fahrstabili tat im Bereich hoher Geschwindigkeit können durch Steuerung der hydraulischen Mehrplattenkupplungen (das sind die drehmomentübertragenden Kupplungen) in dem den Hilfsan triebsrädern zugeordneten Differential verbessert werden.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Drehzahlerhöhungseinrichtung enthält einen Drehzahlerhö hungsmechanismus 40 mit einer hydraulischen direkt kuppeln den Mehrplattenkupplung 30 und einem Zahnrad 41 (Anzahl der Zähne N ₁), welche auf einer Eingangswelle 19 montiert sind, einem mit dem Zahnrad 41 kämmenden und auf einer zur Ein gangswelle 19 parallelen Gegenwelle 49 montierten Zahnrad 42 (Anzahl der Zähne N ₂), einem auf der Gegenwelle 49 montierten Zahnrad 43 (Anzahl der Zähne N ₃) und mit einer hydraulischen Mehrplatten-Drehzahlerhöhungskupplung 50, über welche ein Zahnrad 44 (Anzahl der Zähne N ₄) mit einer Ausgangswelle 29 verbunden ist, wobei das Zahnrad 44 mit dem Zahnrad 43 kämmend gehalten ist. Die in Fig. 6 darge stellte Drehzahlerhöhungseinrichtung hat die gleiche Funk tion wie die Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wobei die Anzahl der Zähne der Zahnräder 41, 42, 43, 44 so gewählt ist, daß die oben angegebene Gleichung (1) erfüllt ist.

Fig. 7 zeigt schematisch eine Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Drehzahlerhöhungseinrichtung nach Fig. 7 enthält einen Drehzahlerhöhungsmechanismus 40 mit einem Zahnrad 41 (N ₁), einem mit dem Zahnrad 41 kämmenden und auf einer Gegenwelle 49 montierten Zahnrad 42 (N ₂), einem auf der Gegenwelle 49 montierten Zahnrad 43 (N ₃) und einem auf einer Ausgangswel le 29 montierten und mit dem Zahnrad 43 kämmenden Zahnrad 44 (N ₄). Der Drehzahlerhöhungsmechanismus 40 enthält weit erhin eine zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 19, 29 vorgesehne direkt kuppelnde Kupplung 30. Die Gegenwelle ist in zwei die Zahnräder 42 bzw. 43 lagernde Wellenteile unterteilt, die durch die zwischen ihnen liegende Drehzahl erhöhungskupplung 50 selektiv miteinander verbindbar bzw. voneinander lösbar sind. Die Drehzahlerhöhungseinrichtung nach Fig. 7 hat ebenfalls die gleiche Funktion wie die Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungs form, in dem die Anzahl der Zähne der Zahnräder 41, 42, 43, 44 so gewählt ist, daß die Gleichung (1) erfüllt ist.

Bei den Kupplungen in der Drehzahlerhöhungseinrichtung muß es sich nicht notwendigerweise um hydraulische Mehrplatten kupplungen handeln. Es können vielmehr beispielsweise auch durch Hubmagneten betätigte Kupplungen verwendet werden. Die direkt kuppelnde Kupplung kann auch eine Einwegkupplung sein, während die Drehzahlerhöhungskupplung eine hydrauli sche Mehrplattenkupplung sein kann. Darüber hinaus können diese Kupplungen auch Klauenkupplungen oder andere Arten von Kupplungen sein.

Fig. 8 zeigt speziell die baulichen Einzelheiten der Dreh zahlerhöhungseinrichtung und des den Hilfsantriebsrädern zugeordneten Differentials in der Vorder- und Hinterrad-An triebsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Drehzahlerhö hungseinrichtung gemäß Fig. 8 ist im Grundsatz identisch mit der Drehzahlerhöhungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 8 sind die Drehzahlerhöhungseinrichtung und das Differential in einem auf einem (nicht dargestellten) Motorfahrzeug-Chassis gelagerten Gehäuse 60 angeordnet.

Wird der direkt kuppelnden Kupplung 30 durch eine Öffnung 63 unter Druck stehendes Öl zugeführt, so gelangt Druck in eine hydraulische Druckkammer 34, um einen Kolben 67 nach rechts zu bewegen. Die Axialbewegung des Kolbens 67 drückt die äußeren Platten 32 der Eingangswelle 19 gegen die inneren Platten 33 die auf einem an dem Ende der Ausgangs welle 29 befestigten Halter 39 gehaltert sind, wodurch diese äußeren und inneren Platten 32, 33 in Abhängigkeit vom zugeführten Öldruck in reibendem Eingriff gelangen. Der Drehzahlerhöhungskupplung 50 wird über eine Öffnung 64 unter Druck stehendes Öl zugeführt, wodurch in einer hy draulischen Druckkammer 54 ein Kolben 68 axial bewegt wird. Bei dieser Axialbewegung des Kolbens 68 werden die im Gehäuse 60 gehalterten äußeren Platten 52 und die inneren Platten 53 auf den Träger 46 gegeneinander gepreßt und gelangen in Abhängigkeit vom zugeführten Öldruck in reiben den Eingriff. Im Differential, dem Antriebsleistung von der Ausgangswelle 29 zugeführt wird, werden die Ausgangswellen 15, 16 zusammen mit den Kolben 65, 66 durch den in die hydraulischen Druckkammern 24, 28 der hydraulischen Mehr plattenkupplungen 21, 25 durch Öffnungen 61, 62 zugeführten Öldruck nach außen bewegt. Die äußeren Platten 22, 26 und die inneren Platten 23, 27 gelangen daher durch vom zuge führten Öldruck abhängige Kräfte miteinander reibend in Eingriff.

Fig. 9 zeigt beispielsweise einen hydraulischen Drucksteu erkreis zur Steuerung der erfindungsgemäßen auf einem Motorfahrzeug montierten Vorder- und Hinterrad-Antriebsvor richtung. Dieser hydraulische Drucksteuerkreis enthält eine Steuereinheit 70, ein Lenkrad 71, einen Lenkkraftsensor 72, einen Motor 73, eine Ölpumpe 74, einen Ölbehälter 75, ein Absperrventil 76, einen Öldruckschalter 77, einen Sammelbe hälter 78, ein Paar von Druckregulierventilen 81, 82 zur Steuerung der mit den Rädern gekoppelten hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21, 25 sowie ein durch einen Hubmag neten betätigtes Richtungssteuerventil 83 einer Drehzahler höhungseinrichtung.

Die Druckregulierventile 81, 82 zur Steuerung der hydrauli schen Mehrplattenkupplungen 21, 25 sowie das durch ein Hubmagneten betätigte Richtungssteuerventil 83 sind der direkt kuppelnden Kupplung 30 sowie der Drehzahlerhöhungs kupplung 50 gemeinsam zugeordnet und in Bezug auf die Öldruckquelle parallel zueinander angeordnet.

Die Steuereinheit 70 steuert die Druckregulierventile 81, 82 und das Richtungssteuerventil 83 mit Steuersignalen auf der Basis von Betriebsbedingungen (Kurvenfahrbedingungen) des Motorfahrzeuges beispielsweise über eine durch den Sensor 72 festgestellte Lenkkraft zur Regulierung des den hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21, 25 zugeführten Öldrucks und selektiver Ein- und Auskupplung der direkt kuppelnden Kupplung 30 und der Drehzahlerhöhungskupplung 50.

Der hydraulische Drucksteuerkreis gemäß Fig. 9 kann die hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21, 25 unabhängig voneinander steuern.

Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß die den Hilfsantriebsrädern zugeführte Antriebsleistung größer als die den Hauptantriebsrädern zugeführte Antriebsleistung gemacht werden, was durch die Drehzahlerhöhungseinrichtung im Leistungsübertragungsweg von dem mit den Hauptantriebs rädern gekoppelten Differential zu dem mit den Hilfsan triebsrädern gekoppelten Differential im Vierrad-Motorfahr zeug bzw. durch die Umsetzereinrichtung zur variablen Umsetzung der zugeführten Antriebsleistung in Bezug auf die Drehzahl erfolgt. Durch Steuerung der drehmomentübertragen den Kupplungen im Hilfsantriebsrad-Differential wird das auf ein äußeres Hilfsantriebsrad gegebene Antriebsdrehmo ment größer als das auf ein inneres Hilfsantriebsrad gege bene Drehmoment gemacht, wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, um das Kurvenfahrverhalten im Bereich kleiner und

mittlerer Geschwindigkeit zu verbessern. Andererseits kann auch die Fahrstabilität des Motorfahrzeugs im Bereich hoher Geschwindigkeit verbessert werden, in dem das auf ein inneres Hilfsantriebsrad gegebene Antriebsdrehmoment größer als das auf ein äußeres Hilfsantriebsrad gegebene Drehmo ment gemacht wird, wenn das Motorfahrzeug im Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit eine Kurve fährt.

Erfindungsgemäß handelt es sich also um eine Vorder- und Hinterrad-Antriebsvorrichtung zur Übertragung von Antriebs leistung von einer Antriebsleistungsquelle in einem Motor fahrzeug auf Haupt- und Hilfsantriebsräder und zur Steue rung der übertragenen Antriebsleistung zwecks Verbesserung der Betriebseigenschaften des Motorfahrzeugs beispielsweise des Kurvenfahrverhaltens im Bereich kleiner und mittlerer Geschwindigkeit sowie der Fahrstabilität im Bereich hoher Geschwindigkeit. Die Vorrichtung enthält ein erstes mit den Hauptantriebsrädern gekoppeltes Differential zur Aufnahme der Antriebsleistung von der Antriebsleistungsquelle, ein zweites mit den Hilfsantriebsrädern gekoppeltes Differenti al mit einer Kupplungseinrichtung zur variablen Einstellung der Beträge der unabhängig voneinander auf die Hilfsan triebsräder übertragtenen Antriebsleistung, einen Antriebs leistungs-Übertragungsmechanismus zur Übertragung der Antriebsleistung von der Antriebsleistungsquelle über das erste Differential auf das zweite Differential sowie eine im Antriebsleistungs-Übertragungsmechanismus vorgesehene Drehzahlerhöhungseinrichtung zur Anderung der Drehzahl der von der Antriebsleistungsquelle gelieferten Antriebslei stung.

Claims

1. Vorrichtung zum Antrieb der Vorder- und Hinterräder (FW, RW) eines Motorfahrzeugs durch Übertragung von Antriebsleistung von einer Antriebsleistungsquelle (1) auf die Räder (FW bzw. RW), welche als Haupt- und Hilfs-Antriebsräder des Motorfahrzeuges dienen, gekennzeichnet durch
ein erstes mit den Hauptantriebsrädern (FM bzw. RW) in Wirkverbindung stehendes Differential (3) zur Aufnahme von Antriebsleistung von der Antriebsleistungsquelle (1),
ein zweites mit den Hilfsantriebsrädern (FW bzw. RW) in Wirkverbindung stehendes Differential (13) mit einer Kupplungseinrichtung (21, 25) zur variablen Einstellung der unabhägig voneinander auf die Hilfsantriebsräder (FM bzw. RW) zu übertragenden Antriebsleistungsbeträge,
einen Antriebsleistungs-Übertragungsmechanismus (9, 19, 29) zur Übertragung der Antriebsleistung von der An triebsleistungsquelle (1) über das erste Differential (3) auf das zweite Differential (13) und eine im Antriebsleistungs-Übertragungsmechanismus (9, 19, 29) vorgesehene Drehzahlerhöhungseinrichtung (30, 40, 50) zur Anderung der Drehzahl der von der Antriebsleistungsquelle (1) gelieferten Antriebslei stung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlerhöhungsein richtung (30, 40, 50) hydraulische Mehrplattenkupplun gen (30, 50) und einen Planetengetriebemechanismus (41-44) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlerhöhungsein richtung (30, 40, 50) hydraulische Mehrplattenkupplun gen und eine Einwegkupplung umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsleistungs-Über tragungsmechanismus (9, 19, 29) eine Antriebswelle (9) mit einer das erste Differential (3) und die Drehzahl erhöhungseinrichtung (30, 40, 50) verbindenden Ein gangswelle (19) und einer die Drehzahlerhöhungseinrich tung (30, 40, 50) und das zweite Differential (13) verbindenden Ausgangswelle (29) umfaßt und daß die Drehzahlerhöhungseinrichtung (30, 40, 50) eine die Eingangs- und Ausgangswelle (19, 29) direkt miteinander kuppelnde Kupplung (30) sowie einen Drehzahlerhöhungs mechanismus (40) zur Erhöhung der Drehzahl der An triebsleistung von der Eingangswelle (19) und Übertra gung der Antriebsleistung mit erhöhter Drehzahl auf die Ausgangswelle (29) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlerhöhungsmecha nismus (40) einen am Chassis des Motorfahrzeuges befe stigten Planetengetriebemechanismus (41-44) zur Erhö hung der Drehzahl der Antriebsleistung von der Ein gangswelle (19) und Übertragung der Antriebsleistung mit erhöhter Drehzahl auf die Ausgangswelle (29) bei ausgekuppelter direkt kuppelnder Kupplung (30) auf weist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlerhöhungsmecha nismus (40) eine parallel zur Eingangs- und Ausgangs welle (19, 29) angeordnete Gegenwelle (49) zur Aufnahme der Antriebsleistung von der Antriebsleistungsquelle (1) über die Eingangswelle (19) und Zahnräder (41-44) aufweist, daß eine Drehzahlerhöhungskupplung (50) über Zahnräder (42, 43) mit der Gegenwelle (49) in Wirkver bindung steht, koaxial zur Ausgangswelle (29) angeord net ist und die Antriebsleistung mit gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle (19) höherer Drehzahl auf nimmt und daß die Drehzahlerhöhungskupplung (50) bei ausgekuppelter direkt kuppelnder Kupplung (30) direkt mit der Ausgangswelle (29) verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlerhöhungsmecha nismus (40) einen ersten mit der Eingangswelle (19) in einem ersten vorgegebenen Übersetzungsverhältnis in Wirkverbindung stehenden Gegenwellenteil, einen zweiten mit der Ausgangswelle (29) in einem zweiten vorgegebe nen Übersetzungsverhältnis in Wirkverbindung stehenden Gegenwellenteil sowie die Drehzahlerhöhungskupplung (50) zur direkten Kupplung des ersten und zweiten Gegenwellenteils bei ausgekuppelter direkt kuppelnder Kupplung (30) umfaßt und daß das erste und zweite vorgegebene Übersetzungsverhältnis so gewählt sind, daß die Antriebsleistung von der Eingangswelle (19) mit erhöhter Drehzahl auf die Ausgangswelle (29) übertragen wird, wenn der erste und zweite Gegenwellenteil durch die Drehzahlerhöhungskupplung (50) direkt miteinander gekuppelt sind.

8. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebslei stungs-Übertragungsmechanismus (9, 19, 29) das erste und zweite Differential (3, 13) drehmomentübertragend verbindet und die Antriebsleistung von der Antriebslei stungsquelle (1) in Bezug auf das erste Differential (3) in komplementärer Drehmomentübertragungsrelation aufnimmt und daß eine Umsetzereinrichtung (30, 40, 50) zur variablen Umsetzung der auf den Antriebsleistungs- Übertragungsmechanismus (9, 19, 29) gegebenen Leistung in Bezug auf die Drehzahl und Übertragung der Antriebs leistung mit umgesetzter Drehzahl auf das zweite Diffe rential (13) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzereinrichtung (30, 40, 50) die Drehzahl erhöhungseinrichtung ist, welche die Drehzahl der auf den Antriebsleistungs-Übertragungsmechanis (9, 19, 29) gegebenen Antriebsleistung erhöht und diese mit erhöh ter Drehzahl auf das zweite Differential (13) über trägt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsleistungs-Über tragungsmechanismus (9, 19, 29) eine Antriebswelle (9) mit einer das erste Differential (3) und die Drehzahl erhöhungseinrichtung (30, 40, 50) verbindenden Aus gangswelle (29) und einer die Drehzahlerhöhungseinrich tung (30, 40, 50) und das zweite Differential (13) verbindenden Eingangswelle (19) umfaßt und daß die Drehzahlerhöhungseinrichtung (30, 40, 50) die die Eingangs- und Ausgangswelle (19, 29) direkt miteinander kuppelnde Kupplung (30) sowie den Drehzahlerhöhungsme chanismus (40) zur Erhöhung der Drehzahl der Antriebs leistung von der Eingangswelle (19) und Übertragung der Antriebsleistung mit erhöhter Drehzahl auf die Aus gangswelle (29) bei ausgekuppelter direkt kuppelnder Kupplung (30) umfaßt.