DE19524547C2

DE19524547C2 - Drehmomentübertragungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19524547C2
Application number: DE19524547A
Authority: DE
Inventors: Yasuji Shibahata; Kenji Honda; Tetsushi Asano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: DE19524547A1; US5692987A; GB2291148A; GB2291148B; GB9513740D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehmomentübertragungssystem für ein Fahrzeug zur Ausgabe von einem Drehmoment zwischen linken und rechten Rädern oder zwischen Vorder- und Hinterrädern durch Vorsehen einer Drehmoment übertragungseinrichtung, die das Drehmoment zwischen zwei drehenden Wellen übertragen kann, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5.

Ein in einem Drehmomentübertragungssystem angeordnetes Differential ist so ausgebildet, daß es eine Drehzahldifferenz zwischen linken und rechten Rädern während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ausgleicht und ein Motordrehmo ment auf die linken und rechten Räder gleichmäßig überträgt. Jedoch sollte, wenn das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, ein größeres Drehmoment zu demjenigen Rad übertragen werden, das während einer Kurvenfahrt ein Außenrad ist, und wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, sollte ein größerer Drehmomentbetrag zu demjenigen Rad übertragen werden, das während einer Kurvenfahrt ein Innenrad ist, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

In der EP 0 575 151 A1 ist ein gattungsgemäßes System gezeigt, bei dem das Trägerelement für die Ritzel gehäusefest ist, und die Ritzel über Lamellen bremsen mit einer der Ausgangswellen verbindbar sind.

Aus der JP-A-131855/93 ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bekannt, die so ausgebildet ist, daß das Differential auf Basis eines Drehwin kels eines Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird und ein für den gegenwärtigen Betriebszustand geeignetes Drehmoment zu den linken und rechten Rädern übertragen wird.

In dieser Drehmomentübertragungsvorrichtung nach der JP-A-131855/93 ist eine drehende Welle radial außerhalb eines Paars von Hydraulikbremsen angeordnet, und infolgedessen hat diese Drehmomentübertragungsvorrichtung große Abmessungen und ist daher schwierig an dem Fahrzeug anzubringen.

Ziel der Erfindung ist es daher, ohne Verwendung einer radial außerhalb der Hydraulikbremse angeordneten drehenden Welle auszukommen und die Abmessung des Drehmomentübertragungssystems zu reduzieren.

Ein erfindungsgemäßes Drehmomentübertragungssystem ist im Anspruch 1 angegeben.

Mit der obigen Anordnung ist es möglich, das Drehmoment von einer der drehenden Wellen zu der anderen drehenden Welle zu übertragen, indem das Trägerelement durch die erste Einrichtung gebremst oder durch die zweite Einrichtung beschleunigt wird, um hierdurch die Kurvenfahreigenschaften und die Fahrstabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Ferner wird das um die eine drehende Welle drehbar gelagerte Trägerelement nur beschleunigt und verzögert, und daher kommt man ohne Verwendung der drehenden Welle aus, die herkömmlich außerhalb der bekannten Bremse angeordnet ist, um hierdurch die Größenabmessung des Kraftübertragungssystems zu reduzieren.

Eine bevorzugte Ausführung ist in Anspruch 2 angegeben. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Trägerelement durch eine einfache Struktur zu beschleunigen. Weil die zweite Bremse zwischen dem dritten Element und dem feststehenden Element angeordnet ist, lassen sich bei Verwendung einer Hydraulikbremse Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Arbeitsöl leicht herstellen.

Weiter bevorzugte Ausführungen sind in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben. Mit diesen Konstruktionen ist es möglich, das Trägerelement auf einfache Weise zu verzögern. Ferner lassen sich bei Verwendung einer Hydraulikbremse Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Arbeitsöl leicht herstellen.

Ein ähnliches erfindungsgemäßes Drehmomentübertragungssystem ist in Anspruch 5 angegeben.

Mit der obigen Anordnung ist es möglich, ein Drehmoment zwischen beiden drehenden Wellen nach Wunsch zu verteilen, durch Verbindung des dritten Ritzels mit dem feststehenden Element durch die erste Verbindungseinrichtung, um das Trägerelement zu beschleunigen, oder durch Verbindung des Träger elements mit dem feststehenden Element durch die zweite Verbindungs einrichtung, um das Trägerelement zu verzögern. Zusätzlich zu der herkömm lich außerhalb der Bremse angeordneten drehenden Welle kommt man ohne Verwendung des Planetengetriebes aus, und hierdurch kann man die Anzahl von Teilen und die Abmessung und die Herstellungskosten des Systems reduzieren.

Eine bevorzugte Ausführung ist in Anspruch 6 angegeben. Weil somit die Zähnezahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel eine von M, 2M, 3M, 4M, 5M .... ist, können die Verzahnungen der ersten, zweiten und dritten Ritzel im Umfang genau ausgerichtet werden. Beim Zusammenbau der Drei fach-Ritzeleinheiten braucht man diese in Umfangsrichtung nicht positionieren, wodurch sich der Zusammenbau wesentlich erleichtert. Weil zusätzlich die Zähnezahl der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder eine von 2N, 3N, 4N, 5N, 6N .... beträgt, kann man, auch wenn die Ritzeleinheiten aus dem gleichen Element gebildet sind, die ersten, zweiten und dritten Ritzel mit den ersten, zweiten und dritten Sonnenrädern jeweils in Eingriff bringen, um hierdurch die Herstellungskosten der Ritzeleinheiten zu reduzieren.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Drehmomentübertragungssystem in einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb einer ersten Ausführung;

Fig. 2 erläutert den Betrieb des Drehmomentübertragungssystems während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn;

Fig. 3 erläutert den Betrieb des Drehmomentübertragungssystems während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn;

Fig. 4 zeigt schematisch ein Drehmomentübertragungssystem eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Frontantrieb einer zweiten Ausführung;

Fig. 5 zeigt schematisch ein Drehmomentübertragungssystem eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Frontantrieb einer dritten Ausführung;

Fig. 6A bis 6C zeigen die Beziehung zwischen der Zähnezahl von Ritzeln und Sonnenrädern;

Fig. 7 erläutert den Betrieb des Drehmomentübertragungssystems bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn; und

Fig. 8 erläutert den Betrieb des Drehmomentübertragungssystems bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn.

Eine erste Ausführung wird anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Zu Fig. 1. Ein Getriebe M ist mit einem rechten Ende eines Motors E ver bunden, der an einem Frontabschnitt einer Fahrzeugkarosserie quer angebracht ist, und eine Drehmomentübertragungseinrichtung T ist hinter dem Motor E und dem Getriebe M angeordnet. Ein linkes Vorderrad W_FL und ein rechtes Vorderrad W_FR sind mit einer linken Achse A_L und einer rechten Achse A_R verbunden, die von linken und rechten Enden der Drehmomentübertragungsein richtung T nach links bzw. nach rechts abstehen.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung T umfaßt ein Differential D, zu dem ein Antriebsmoment von einem Außenzahnrad 3 übertragen wird, das mit einem Eingangsrad 2 kämmt, das an einer von dem Getriebe M abstehenden Eingangswelle 1 vorgesehen ist. Das Differential D umfaßt einen Doppelritzel- Planetengetriebemechanismus und umfaßt ein Ringrad 4, das mit dem Au ßenzahnrad 3 einstückig ist, ein Sonnenrad 5, das koaxial in dem Ringrad 4 angeordnet ist, und einen Planetenträger 8, an dem ein mit dem Ringrad 4 kämmendes Außenplanetenrad 6 und ein mit dem Sonnenrad 5 kämmendes Innenplanetenrad 7 in gegenseitigem Eingriff gehalten sind. In dem Differential D dient das Ringrad 4 als Eingangselement, und das als eines von Ausgangs elementen dienende Sonnenrad 5 ist mit dem linken Vorderrad W_FL durch eine linke Ausgangswelle 9 _L verbunden, während der als das andere Ausgangs element dienende Planetenträger 8 mit dem rechten Vorderrad W_FR durch eine rechte Ausgangswelle 9 _R verbunden ist.

Eine Mehrzahl von Ritzelwellen 12 ist an einem rechten Ende eines Träger elements 11 ausgebildet, das an einem Außenumfang der linken Ausgangs welle 9 _L drehbar gehalten ist. An jeder der Ritzelwellen 12 ist ein erstes Ritzel 13 und ein damit einstückiges zweites Ritzel 14 drehend gehalten. Ein erstes Sonnenrad 15 ist auf dem Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L drehend gelagert und kämmt jeweils mit dem ersten Ritzel 13. Das erste Sonnenrad 15 ist mit dem Planetenträger 8 des Differentials D verbunden. Ein zweites Sonnenrad 16 ist am Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L befestigt und kämmt jeweils mit dem zweiten Ritzel 14.

Die Zähnezahl Za (siehe folgende Formel) des ersten Sonnenrads 15 ist größer als die Zähnezahl Zb des zweiten Sonnenrads 16 (Za < Zb). Die Zähnezahl Zc des ersten Ritzels 13 ist kleiner als die Zähnezahl Zd des zweiten Ritzels 14 (Zc < Zd).

Das Sonnenrad 16 verbindet die linke Ausgangswelle 9 _L mit dem zweiten Ritzel 14 und bildet eine Verbindungseinrichtung mit dem Rad W_FL. Das erste Sonnenrad 15 und der Planetenträger 8 verbinden das erste Ritzel 13 mit der rechten Ausgangswelle 9 _R und bilden eine Verbindungseinrichtung mit dem Rad W_FR.

Eine Hydraulikbremse Cd (erste Bremse) ist zwischen dem Trägerelement 11 und einem Gehäuse 17 als feststehendes Element angeordnet. Die Hydraulik bremse Cd mindert durch ihren Eingriff die Drehzahl des Trägerelements 11 und bildet eine Verzögerungseinrichtung für das Trägerelement (erste Einrichtung) DM.

Ein Doppelritzel-Planetengetriebe P ist am linken Ende des Trägerelements 11 angebracht und umfaßt ein Ringrad 18, das an der linken Ausgangswelle 9 _L fest ist, ein Sonnenrad 19, das an dem Trägerelement 11 fest ist, und einen Planetenträger 22, an dem ein mit dem Ringrad 18 kämmendes Außenplane tenrad 20 und ein mit dem Sonnenrad 19 kämmendes Innenplanetenrad 21 in gegenseitigem Eingriff gehalten sind. Der Planetenträger 22 ist mit dem Gehäuse 17 durch eine Hydraulikbremse Ca (zweite Einrichtung) koppelbar. Das Planetengetriebe P und die Hydraulikbremse Ca dienen zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff der Hydraulikbremse Ca und bilden eine Beschleunigungseinrichtung für das Trägerelement (zweite Einrichtung) AM.

Weil die Hydraulikbremse Cd und die Hydraulikbremse Ca zwischen dem Trägerelement 11 und dem Gehäuse 17 angeordnet sind, lassen sich Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Arbeitsöl zu und von beiden Hydraulik bremsen Ca und Cd in dem Gehäuse 17 ausbilden, um hierdurch den Aufbau zu vereinfachen.

Eine elektronische Steuereinheit 23, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Lenkwinkel θ zugeführt werden, steuert die Hydraulikbremse Cd und die Hydraulikbremse Ca durch einen Hydraulikkreis 24.

Nachfolgend wird der Betrieb dieser ersten Ausführung beschrieben.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs befinden sich sowohl die Hydraulikbremse (erste Bremse) Cd, als auch die Hydraulikbremse (zweite Bremse) Ca in ihren Nichteingriffszuständen. Dies gibt das Trägerelement 11 und den Planeten träger 22 des Planetengetriebes P frei, so daß die linke Achse 9 _L, die rechte Achse 9 _R, der Planetenträger 8 des Differentials D, das Trägerelement 11 und der Planetenträger 22 der Planetenradvorrichtung P alle gemeinsam gedreht werden. Hierbei wird Drehmoment von dem Motor E durch das Differential D gleichmäßig zu den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR übertragen, wie in Fig. 1 mit dem schräg schraffierten Pfeil dargestellt.

Wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt (im Uhrzeigersinn), wird die Hydraulikbremse Cd durch die elektronische Steuereinheit 23 und den Hydraulikkreis 24 in ihren Eingriffszustand gebracht, wie in Fig. 2 gezeigt, wodurch das Trägerelement 11 mit dem Gehäuse 17 gekoppelt wird. Hierbei werden die mit dem linken Vorderrad W_FL drehfeste linke Ausgangswelle 9 _L und die mit dem rechten Vorderrad W_FR drehfeste rechte Ausgangswelle 9 _R (und somit der Planetenträger 8 des Differentials D) durch das zweite Sonnenrad 16 (mit der Zähnezahl Zb), das zweite Ritzel 14 (mit der Zähnezahl Zd), das erste Ritzel 13 (mit der Zähnezahl Zc) und das erste Sonnenrad 15 (mit der Zähnezahl Za) miteinander verbunden, und somit wird das linke Vorderrad W_FL mit einem Verhältnis von (Za/Zc) × (Zd/Zb) relativ zu dem rechten Vorderrad W_FR beschleunigt. Somit gilt die folgende Beziehung zwischen der Drehzahl des linken Vorderrads W_FL und der Drehzahl des rechten Vorderrads W_FR:

Wenn die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR in obiger Weise erhöht wird, wird ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertragen, wie in Fig. 2 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 reduziert wird, indem statt einem Anhalten des Trägerelements 11 durch die Hydraulikbremse Cd die Eingriffs kraft der Hydraulikbremse Cd angemessen eingestellt wird, kann die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR entsprechend der jeweiligen Verzögerung erhöht werden. Somit kann jedes Drehmoment von dem rechten Vorderrad W_FR, das während Rechts kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während dieser Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Außenrad ist, übertragen werden.

Wenn andererseits das Fahrzeug eine Linkskurve fährt (im Gegenuhrzeiger sinn), wird die Hydraulikbremse Ca durch die elektronische Steuereinheit 23 und den Hydraulikkreis 24 in ihren Eingriffszustand gebracht, um hierdurch den Planetenträger 22 der Planetengetriebes P mit dem Gehäuse 17 zu koppeln. Infolgedessen wird die Drehzahl des Trägerelements 11 (somit die Drehzahl des Sonnenrads 19 mit der Zähnezahl Zf) mit einem Verhältnis von Ze/Zf relativ zu der Drehzahl der linken Ausgangswelle 9 _L erhöht (somit die Drehzahl des Ringrads 18 mit der Zähnezahl Ze). Daher wird die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL gemäß folgendem Ausdruck erhöht:

Wie aus dem Vergleich der Ausdrücke (1) und (2) ersichtlich, läßt sich das Übersetzungsverhältnis des linken Vorderrads W_FL zum rechten Vorderrad W_FR und das Übersetzungsverhältnis des rechten Vorderrads W_FR zum linken Vorderrad W_FL einander angleichen, indem man das Verhältnis Ze/Zf der Zähnezahl Ze des Ringrads 18 zu der Zähnezahl Zf des Sonnenrads 19 der Planetengetriebevorrichtung P ein wenig größer als 2,0 festlegt.

Wenn die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 3 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt. Auch in diesem Fall kann, wenn die Eingriffskraft der Hydraulikbremse Ca zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements angemessen eingestellt wird, die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL entsprechend dieser Drehzahlerhöhung des Trägerelements 11 erhöht werden. Somit kann jedes Drehmoment von dem linken Vorderrad W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenrad des Fahrzeugs das Außenrad ist, übertragen werden.

Es besteht die Möglichkeit, eine gewünschte Drehmomentverteilung zwischen den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR während normaler Fahrt des Fahrzeugs einzurichten, indem man das Übersetzungsverhältnis in den Bereich von 1,05 bis 1,20 setzt und die Eingriffskräfte der Hydraulikbremse Cd und der Hydraulikbremse Ca einstellt. Hierdurch ist es möglich, ein größeres Drehmo ment zu dem Rad zu übertragen, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, als zu dem Rad, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, wenn das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, um hierdurch die Kurvengängigkeit zu verbessern. Ferner ist es möglich, das zu dem Rad, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertragene Drehmoment zu reduzieren, wenn das Fahrzeug mit hoher Ge schwindigkeit fährt, im Vergleich zu dem Fall, wenn das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

Bei dieser Ausführung ist es nicht erforderlich, eine drehende Welle außerhalb der Hydraulikbremse Cd und der Hydraulikbremse Ca anzuordnen, und hierdurch läßt sich die Radialabmessung der Drehmomentübertragungsvor richtung zugunsten kompakter Ausführung mindern.

Eine zweite Ausführung wird nun anhand Fig. 4 beschrieben.

Die zweite Ausführung unterscheidet sich von der ersten Ausführung bezüglich der Verzögerungseinrichtung des Trägerelements (erste Einrichtung) DM und der Beschleunigungseinrichtung des Trägerelements (zweite Einrichtung) AM. Die anderen Anordnungen gleichen der ersten Ausführung.

Insbesondere dient die Verzögerungseinrichtung des Trägerelements (erste Ein richtung) DM mit einer Hydraulikbremse Cd zur Bremse eines mit dem ersten Ritzel 13 kämmenden Hemmringrads 25 mit dem Gehäuse 17. Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn die Drehung des Hemmringrads 25 durch die Hydraulikbremse Cd angehalten oder reduziert wird, vollziehen die an dem Trägerelement 11 gehaltenen ersten und zweiten Ritzel 13 und 14 ihre Planetenbewegungen, wodurch die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR erhöht wird. Demzufolge wird ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während Kurvenfahrt ein Außenrad ist, übertragen. Statt des Eingriffs mit dem ersten Ritzel 13 kann alternativ das Hemmringrad 25 mit dem zweiten Ritzel 14 kämmen.

Andererseits umfaßt die Beschleunigungseinrichtung des Trägerelements (zweite Einrichtung) AM ein Planetengetriebe P und eine Hydraulikbremse Ca. Das Planetengetriebe P umfaßt ein Ringrad 18, ein Sonnenrad 19, einen Planetenträger 22 und ein Planetenrad 26. Das Ringrad 18 ist an dem Träger element 11 einstückig ausgebildet, und das Sonnenrad 19 ist durch die Hydraulikbremse Ca mit dem Gehäuse 17 koppelbar. Der Planetenträger 22 ist mit der linken Ausgangswelle 9 _Lgekoppelt.

Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn die Drehung des Sonnenrads 19 durch die Hydraulikbremse Ca angehalten oder begrenzt wird, wird die Drehung der linken Ausgangswelle 9 _L zu dem Trägerelement 11 übertragen, wobei sie durch den Planetenträger 22, das Planetenrad 26 und das Ringrad 18 erhöht wird. Hierdurch wird die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL erhöht. Somit wird ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen.

Auch in der zweiten Ausführung braucht man die drehende Welle nicht außerhalb der Hydraulikbremse Cd und der Hydraulikbremse Ca anordnen, um hierdurch die Drehmomentübertragungsvorrichtung für das Fahrzeug kompakter zu machen.

Eine dritte Ausführung wird nun anhand der Fig. 5 bis 8 beschrieben.

Zu Fig. 5. Ein Trägerelement 11 ist um einen Außenumfang einer linken Ausgangswelle 9 _L herum gelagert und umfaßt vier Ritzelwellen 12, die in Umfangsrichtung mit 90°-Abständen angeordnet sind. An jeder der Ritzel wellen 12 ist eine Dreifachritzeleinheit 16' drehend gelagert, an dem einstückig bzw. zu einer Einheit verbundene erste, zweite und dritte Ritzel 13', 14' und 15' gebildet sind. In der Ausführung ist die Anzahl N der Dreifachritzeleinhei ten 16' vier, ist jedoch nicht auf vier begrenzt und kann jede Zahl von zwei oder mehr betragen (N = 2, 3, 4, 5, 6 ....).

Ein erstes Sonnenrad 17' ist um den Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L herum drehend gelagert und kämmt mit dem ersten Ritzel 13'. Das erste Sonnenrad 17' ist mit dem Planetenträger 8 des Differentials D verbunden. Ein zweites Sonnenrad 18' ist an dem Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L befestigt und kämmt mit dem zweiten Ritzel 14'. Ferner ist ein drittes Sonnenrad 19 um den Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L herum drehend gelagert und kämmt mit dem dritten Ritzel 15'.

Die Zähnezahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' und der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19' der Ausführung sind wie folgt:
Zähnezahl Z₂ des ersten Ritzels 13' = 17
Zähnezahl Z₄ des zweiten Ritzels 14' = 17
Zähnezahl Z₆ des dritten Ritzels 15' = 34
Zähnezahl Z₁ des ersten Sonnenrads 17' = 32
Zähnezahl Z₃ des zweiten Sonnenrads 18' = 28
Zähnezahl Z₅ des dritten Sonnenrads 19' = 32.

Die mit dem ersten Sonnenrad 17' kämmenden ersten Ritzel 13' haben die gleiche Zähnezahl, die mit dem zweiten Sonnenrad 18' kämmenden zweiten Ritzel 14' haben die gleiche Zähnezahl und die mit dem dritten Sonnenrad 19' kämmenden dritten Ritzel 15' haben die gleiche Zähnezahl.

Wie in Fig. 6A, 6B und 6C zu sehen, sind die Zähnezahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' so festgelegt, daß sie jede von M, 2M, 3M, 4M, 5M .... sein können, wobei M eine minimale Zähnezahl jedes dieser Ritzel bezeichnet. In der Ausführung ist die minimale Zähnezahl M so gesetzt, daß sie für jede der ersten und zweiten Ritzel 13' und 14' M = 17 beträgt und für das dritte Ritzel 15' 2M = 34 beträgt.

Durch Setzen der Zähnezahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' in obiger Weise können die Verzahnungen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' in Umfangsrichtung genau eingestellt werden, wenn bei der Montage der Dreifachritzeleinheit 16' die ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19' mit den ersten, zweiten und dritten Sonnenrädern 17', 18' und 19' kämmen. Man braucht die Dreifachritzeleinheit 16' in Drehrichtung nicht positionieren, was zu einer wesentlich vereinfachten Montage führt.

Die Zähnezahlen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19' sind so festgelegt, daß sie irgendein Mehrfaches von N betragen können, nämlich N, 2N, 3N, 4N, 5N ...., auf Basis der Zahl N der Dreifachritzeleinheit 16'. In dieser Ausführung ist N = 4, und die Zähnezahl jeder der ersten und dritten Sonnenräder 17 und 19 beträgt 8N = 32, während die Zähnezahl des zweiten Sonnenrads 18 7N = 28 beträgt.

Durch Setzen der Zähnezahlen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder in obiger Weise können die Verzahnungen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19' in vier in Umfangsrichtung mit 90°- Abstand angeordneten Stellen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 passend angeordnet werden, d. h. an Stellen, an denen die vier Dreifachritzeleinheiten 16' kämmen. Infolgedessen erübrigt sich die Herstellung einer Mehrzahl von Typen von Dreifachritzeleinheiten 16' mit unterschiedlichen Verzahnungen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15', und hierdurch ist es möglich, das gleiche Element für die vier Dreifachrit zeleinheiten 16' zu verwenden, um die Herstellungskosten zu senken.

Das erste Sonnenrad 17 und der Planetenträger 8 bilden eine erste Zahnrad einrichtung zum Verbinden des ersten Ritzels 13' mit der rechten Ausgangs welle 9 _R, und das zweite Sonnenrad 18' bildet eine zweite Zahnradeinrichtung zum Verbinden des zweiten Ritzels 14 mit der linken Ausgangswelle 9 _L.

Das dritte Sonnenrad 19' ist mit einem Gehäuse 20 als Festelement durch die Bremse Ca koppelbar. Das dritte Sonnenrad 19' und die Bremse Ca sind in Anspruch 5 als erste Verbindungseinrichtung bezeichnet und dienen zur Erhö hung der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff der Beschleunigungs bremse Ca.

Das Trägerelement 11 ist mit dem Gehäuse 20 durch die Bremse Cd koppelbar. Die Bremse Cd ist in Anspruch 5 als zweite Verbindungseinrichtung bezeichnet und dient zum Senken der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff.

Die Hydraulikbremse Cd und die Hydraulikbremse Ca werden durch den Hydraulikkreis 24 von der elektronischen Steuereinheit 23 gesteuert, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Lenkwinkel θ zugeführt werden.

Der Betrieb der dritten Ausführung wird nachfolgend beschrieben.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs sind sowohl die Hydraulikbremse Cd, als auch die Hydraulikbremse Ca gelöst. Dies gibt das Trägerelement 11 und das dritte Sonnenrad 19' frei, so daß die linken und rechten Achsen 9 _L und 9 _R, der Planetenträger 8 des Differentials D und das Trägerelement 11 alle gemeinsam gedreht werden. Hierbei wird das Drehmoment des Motors E durch das Differential D gleichmäßig auf die linken und rechten Vorderräder W_FL und W_FR übertragen, wie in Fig. 5 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn wird die Hydraulikbremse Cd durch die elektronische Steuereinheit 23 und den Hydraulikkreis 24 in ihren Eingriffszustand gebracht, wie in Fig. 7 gezeigt, um hierdurch das Trägerele ment 11 mit dem Gehäuse 20 zu koppeln, um das Trägerelement 11 anzuhalten. Hierbei wird die mit dem linken Vorderrad W_FL drehfeste linke Ausgangswelle 9 _L mit der mit dem rechten Vorderrad W_FR drehfesten rechten Ausgangswelle 9 _R verbunden (und somit dem Planetenträger 8 des Differen tials D), und zwar durch das zweite Sonnenrad 18', das zweite Ritzel 14', das erste Ritzel 13' und das erste Sonnenrad 17', und hierdurch wird die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR gemäß folgendem Ausdruck erhöht:

Wenn die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl des rechten Vorderrads W_FR in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während der Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 7 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 reduziert wird, indem man anstelle des Anhaltens des Trägerelements 11 durch die Hydraulikbremse Cd die Eingriffskraft des Trägerelements 11 angemessen einstellt, kann die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR entsprechend dieser Minderung der Drehzahl des Trägerelements 11 erhöht werden. Hierdurch kann jedes Drehmoment von dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt das Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen werden.

Wenn andererseits das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn um die Kurve fährt, wird die Hydraulikbremse Ca durch die elektronische Steuereinheit 23 und der Hydraulikkreis 24 in den Eingriffszustand gebracht, wie in Fig. 8 gezeigt, wobei das dritte Ritzel 15 mit dem Gehäuse 20 durch das dritte Sonnenrad 19 gekoppelt ist. Infolgedessen wird die Drehzahl des Trägerelements 11 relativ zur Drehzahl der linken Ausgangswelle 9 _L erhöht, und die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR wird relativ zur Drehzahl des linken Vorderrads W_FL erhöht, und zwar gemäß folgendem Ausdruck:

Wenn die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 8 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt. Wenn die Drehzahl des Trä gerelements 11 durch angemessenes Einstellen der Eingriffskraft der Hydraulikbremse Ca erhöht wird, kann auch in diesem Fall die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL gemäß diesem Anstieg der Drehzahl des Trägerelements 11 erhöht werden, und somit kann jedes Drehmoment von dem linken Vorderrad, das während Kurvenfahrt das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen werden.

Wie aus dem Vergleich der Gleichungen (3) und (4) ersichtlich, kann das Übersetzungsverhältnis (etwa 1,143) des linken Vorderrads W_FL zum rechten Vorderrad W_FR und das Beschleunigungsverhältnis (etwa 1,167) des rechten Vorderrads W_FR zum linken Vorderrad W_FL einander im wesentlichen angegli chen werden, indem man die Zähnezahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' und der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19' in oben beschriebener Weise festlegt.

Wenn die durch die Gleichungen (3) und (4) dargestellten Übersetzungsverhält nisse in den Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt werden, und zwar zusätzlich zum Setzen der Zähnezahl jeder der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13', 14' und 15' und der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17', 18' und 19', um den oben beschriebenen Bedingungen zu genügen, ist es möglich, eine erwünschte Drehmomentverteilung zwischen den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR unter gewöhnlichen Fahrzuständen des Fahrzeugs zu erzielen, indem man die Eingriffskräfte der Hydraulikbremse Cd und der Hydraulikbremse Ca einstellt. Wenn nämlich das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, kann ein größeres Drehmoment zu dem Rad übertragen werden, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, als zu dem Rad, das während Kurvenfahrt das Innenrad ist, um hierdurch die Kurvengängigkeit zu verbessern. Ferner, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, kann das zu demjenigen Rad, das während der Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragene Drehmoment reduziert werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Fahrzeug mit der mittleren oder geringen Ge schwindigkeit fährt, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

In dieser Ausführung ist das Planetengetriebe zur Erhöhung der Drehzahlen des Trägerelements 11 nicht erforderlich, und die Funktion des Planetengetriebes kann durch nur zwei Elemente übernommen werden: das dritte Ritzel 15' und das dritte Sonnenrad 19', um hierdurch die Anzahl der Teile, die Größe des Systems und die Herstellungskosten zu senken.

Die Drehmomentübertragungsvorrichtung für das Fahrzeug ist nicht zur Verwendung zur Übertragung des Drehmoments zwischen den linken und rechten Antriebsrädern beschränkt, sondern ist auch zur Drehmomentüber tragung zwischen vorderen und hinteren Antriebsrädern in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendbar, sowie zur Übertragung des Drehmoments zwischen Folgerrädern oder nicht angetriebenen Rädern. Zusätzlich können die Hydraulikbremse Cd und die Hydraulikbremse Ca durch eine elektromagne tische Bremse oder eine Fluidbremse ersetzt werden. Obwohl die Hydrau likbremse Cd am rechten Ende des Trägerelements 11 der dritten Ausführung angeordnet ist, kann sie auch am linken Ende des Trägerelements 11 angeordnet sein.

Wesentlich für die Erfindung ist folgendes:

Ein Ringrad 4 eines Differentials D ist mit einem Motor E verbunden, und ein Sonnenrad 5 und ein Planetenträger 8 sind mit linken und rechten Ausgangs wellen 9 _L, 9 _R des Differentials D verbunden. Ein erstes Ritzel 13 und ein zweites Ritzel 14 sind einstückig ausgebildet, haben unterschiedliche Wälz kreisradü und sind an einem Trägerelement 11 drehend gehalten, das auf die linke Ausgangswelle 9 _L drehend aufgesetzt ist. Das erste Ritzel 13 ist mit der rechten Ausgangswelle 9 _R verbunden, während das zweite Ritzel 14 mit der linken Ausgangswelle 9 _L verbunden ist. Wenn während Kurvenfahrt eines Fahrzeugs im Uhrzeigersinn eine Hydraulikbremse Cd in einen Eingriffszustand gebracht wird, wird das Trägerelement 11 verzögert, um ein linkes Vorderrad W_FL zu beschleunigen, und es wird ein Drehmoment zu dem linken Vorderrad W_FL übertragen. Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegen uhrzeigersinn eine Hydraulikbremse Ca in einen Eingriffszustand gebracht wird, wird das Trägerelement 11 beschleunigt, um ein rechtes Vorderrad W_FR zu beschleunigen, und es wird ein Drehmoment zu dem rechten Vorderrad W_FR übertragen.

Claims

1. Drehmomentübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einer Eingangs welle (1) und zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R), die zur Drehmoment aufnahme von der Eingangswelle (1) über ein Differential (D) mit der Eingangswelle (1) verbunden sind, wobei das System eine Drehmoment übertragungseinrichtung (T) aufweist, die zwischen den zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) angebracht ist und zwischen den zwei Wellen (9 _L, 9 _R) ein Drehmoment übertragen kann;
wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (T) umfaßt:
erste und zweite Ritzel (13 und 14), die unterschiedliche Wälzkreisra dien aufweisen und miteinander einstückig ausgebildet sind;
ein Trägerelement (11), das die ersten und zweiten Ritzel (13 und 14) drehbar trägt; und
Zahnradanordnungen (8, 15; 16) zum Verbinden der ersten und zweiten Ritzel (13 und 14) mit den drehenden Wellen (9 _L, 9 _R);
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerelement (11) an einer (9 _L) der drehenden Wellen zur Drehung um diese eine Welle (9 _L) drehbar gelagert ist und
daß eine erste Einrichtung (DM) vorgesehen ist, um die Drehzahl des Trägerelements (11) im Vergleich zu dessen durch die ersten und zweiten Ritzel (13 und 14) und die Zahnradanordnungen (8, 15; 16) bestimmte Drehzahl zu senken, und daß eine zweite Einrichtung (AM) vorgesehen ist, um die Drehzahl des Trägerelements (11) im Vergleich zu dessen durch die ersten und zweiten Ritzel (13 und 14) und die Zahnradanordnungen (8, 15; 16) bestimmte Drehzahl zu erhöhen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (AM) ein Planetengetriebe (P) und eine zweite Bremse (Ca) aufweist, wobei das Planetengetriebe (P) ein Sonnenrad (19), ein Ringrad (18) sowie einen Planetenträger (22) aufweist, wobei ein erstes (18) der drei Elemente, Sonnenrad (19), Ringrad (18) und Planetenträger (22) des Planetengetriebes (P), mit einer (9 _L) der drehenden Wellen verbunden ist und ein zweites (19) der drei Elemente mit dem Träger element (11) verbunden ist und wobei die zweite Bremse (Ca) ein drittes (22) der drei Elemente mit einem feststehenden Element (17) verbindet.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (DM) eine erste Bremse (Cd) zum Verbinden des Träger elements (11) mit einem feststehenden Element (17) aufweist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (DM) eine erste Bremse (Cd) zum Verbinden eines mit einem (13) der ersten und zweiten Ritzel kämmenden Ringrads (25) mit einem feststehenden Element (17) aufweist.

5. Drehmomentübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einer Eingangs welle (1) und zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R), die zur Drehmoment aufnahme von der Eingangswelle (1) über ein Differential (D) mit der Eingangswelle (1) verbunden sind, wobei das System eine Drehmoment übertragungseinrichtung (T) aufweist, die zwischen den zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) angebracht ist und zwischen diesen beiden Wellen ein Drehmoment übertragen kann;
wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (T) umfaßt:
eine Mehrzahl von Ritzeleinheiten (16'), die jeweils zueinander nicht drehbare erste, zweite und dritte Ritzel (13', 14' und 15') mit unter schiedlichen Wälzkreisradien aufweisen;
ein Trägerelement (11), welches die Ritzeleinheiten (16') drehbar trägt; und
Zahnradanordnungen (8, 17'-19', Cd, Ca) zum Verbinden der Ritzelein heiten (16') mit den drehenden Wellen (9 _L, 9 _R), wobei eine erste Zahnradanordnung (8, 17') zum Verbinden des ersten Ritzels (13') mit einer (9 _R) der drehenden Wellen sowie eine zweite Zahnradanordnung (18') zum Verbinden des zweiten Ritzels (14') mit der anderen drehen den Welle (9 _L) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerelement (11) an der anderen (9 _L) der drehenden Wellen zur Drehung um die andere Welle (9 _L') drehbar gelagert ist und
daß eine dritte Zahnradanordnung eine erste Verbindungseinrichtung (19'; Ca) zum Verbinden des dritten Ritzels (15') mit einem fest stehenden Element (20) sowie eine zweite Verbindungseinrichtung (Cd) zum Verbinden des Trägerelements (11) mit dem feststehenden Element (20) aufweist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Ritzel (13', 14', 15') der Ritzeleinheiten (16') in der Anzahl von N (N = 2, 3, 4, 5, 6, ...) vorliegen und einstückig mitein ander ausgebildet sind und mit gleichen Abständen voneinander am Umfang des Trägerelements (11) angeordnet sind und daß die Zähne zahl der ersten, zweiten und dritten Ritzel (13', 14' und 15') M, 2M, 3M, 4M, 5M ... beträgt, wobei M die minimale Zähnezahl der ersten bis dritten Ritzel ist und wobei die Zähnezahl jeweils eines mit dem ersten Ritzel (13') kämmenden ersten Sonnenrads (17') der ersten Zahnrad einrichtung, eines mit dem zweiten Ritzel (14') kämmenden zweiten Sonnenrads (18') der zweiten Zahnradeinrichtung und eines mit dem dritten Ritzel (15') kämmenden dritten Sonnenrads (19) der ersten Verbindungseinrichtung (19; Ca) 2N, 3N, 4N, 5N, 6N... beträgt.