DE4000667A1 - Kraftuebertragungseinrichtung fuer ein motorfahrzeug mit vierradantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung einer Antriebseinheit zu den vorderen und hinteren Antriebsrädern eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb, insbesondere eine Kraftübertragungseinrichtung zur Übertragung von Kraft der Antriebseinheit, bei der die Drehzahl der hinteren Antriebsräder eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb höher als die Drehzahl der vorderen Antriebsräder des Motorfahrzeugs ist.

Es wurden Anstrengungen unternommen, eine Kraftübertragungseinrichtung zur Übertragung von Kraft einer Antriebseinrichtung auf ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb zu entwickeln, bei der sich die hinteren Antriebsräder mit einer höheren Drehzahl als die vorderen Antriebsräder drehen, um die Kurvenfahreigenschaften und die Stabilität bei hoher Drehzahl des Motorfahrzeugs zu verbessern.

Zum Beispiel zeigt die am 28. Juli 1989 veröffentlichte japanische Offenlegungsschrift Nr. 1(1989)-1 82 128 eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb, die den linken und rechten hinteren Antriebsrädern zugeordnete Kupplungen enthält, um die Verhältnisse, mit der die Motorkraft zu den hinteren Antriebsrädern (im folgenden "Kraftübertragungsverhältnis" genannt) übertragen wird, unabhängig und variabel zu steuern, und die eine Drehzahlsteuereinrichtung enthält, die an der Vortriebswelle montiert ist, welche als Kraftübertragungsweg von dem Motor zu den hinteren Antriebsrädern dient, um die durchschnittliche Drehzahl der hinteren Antriebsräder gegenüber der mittleren Drehzahl der vorderen Antriebsräder zu erhöhen oder sie dieser anzugleichen.

Wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, sind die durchschnittlichen Drehzahlen der vorderen und hinteren Antriebsräder einander angeglichen. Wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, ist die durchschnittliche Drehzahl der hinteren Antriebsräder gegenüber der der vorderen Antriebsräder erhöht, wobei das Kraftübertragungsverhältnis des kurvenäußeren Antriebsrads größer als das des kurveninneren Antriebsrads ist, wodurch das Kurvenfahrverhalten verbessert ist.

Die Kraftübertragungsvorrichtung ist in Fig. 11 der beigefügten Zeichnungen gezeigt. Die Kraft eines Motors 1 wird durch ein Getriebe 202, ein Getriebe 203 und ein vorderes Differential 204 zu den vorderen Antriebsrädern 205 L, 205 R übertragen. Die Motorkraft wird auch von dem vorderen Differential 204 durch ein Getriebe 206, einen Vortriebswellenteil 207, eine Drehzahlsteuereinrichtung 215, ein Vortriebswellenteil 208, ein Getriebe 209 und ein hinteres Differential 210 auf die hinteren Antriebsräder 213 L, 213 R übertragen. Die Drehzahlsteuereinrichtung 215, die zwischen den Vortriebswellenteilen 207, 208 angeordnet ist, sieht ein Drehzahl-erhöhendes Getriebe 216, eine Drehzahl-angleichende Kupplung 217 und eine Geschwindigkeits-erhöhende Kupplung 218 vor, die beide als Mehrscheibenflüssigkeitskupplungen ausgebildet sind. Wenn die Drehzahl- angleichende Kupplung 217 eingeschaltet ist (on) und die Drehzahl- erhöhende Kupplung 218 ausgeschaltet ist (off), wird die Motorkraft so übertragen, daß die Drehzahlen der vorderen Antriebsräder 205 L, 205 R denen der hinteren Antriebsräder 213 L, 213 R einander im wesentlichen angeglichen sind. Umgekehrt, wenn die Drehzahl-angleichende Kupplung 217 ausgeschaltet ist (off), und die Drehzahl-erhöhende Kupplung 218 eingeschaltet ist (on) wird die Motorkraft so übertragen, daß die Drehzahl der hinteren Antriebsräder 213 L, 213 R höher als die der vorderen Antriebsräder 205 L, 205 R ist.

Die bekannte Kraftübertragungseinrichtung ist hingegen groß und schwer, weil die Drehzahlsteuereinrichtung 215 von dem hinteren Differential 210 getrennt ist. Wenn außerdem das Motorfahrzeug während einer Kurvenfahrt gebremst wird und sich dabei die hinteren Antriebsräder schneller als die vorderen Antriebsräder drehen, wird an den vorderen Antriebsrädern angelegte Bremskraft auf die hinteren Antriebsräder übertragen, wodurch es schwierig wird, das Motorfahrzeug während einer Kurvenfahrt stabil zu halten. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, benötigt das Motorfahrzeug eine komplizierte Steuereinrichtung, die entweder von einem Vierrad- Antriebsmodus in einen Zweirad-Antriebsmodus umschaltet, oder den Kupplungsschlupf so steuert, daß die Übertragung der Bremskraft reduziert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb aufzuzeigen, bei der die Antriebskraft einer Antriebseinrichtung auf die linken und rechten Antriebsräder in geeigneter Weise verteilt und übertragen wird, wobei die Drehgeschwindigkeit der hinteren Antriebsräder höher als die der vorderen Antriebsräder ist und als ganzes kompakt und leicht gebaut ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb aufzuzeigen, die eine Übertragung hoher Bremskraft von den vorderen Antriebsrädern zu den hinteren Antriebsrädern ohne eine komplizierte Steuereinrichtung verhindert, wenn den vorderen Antriebsrädern beim Bremsen des Motorfahrzeugs starke Bremskraft angelegt wird, während in einer Kurvenfahrt die hinteren Antriebsräder schneller als die vorderen Antriebsräder drehen, so daß die hinteren Antriebsräder nicht durch starke Bremskraft blockieren.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb anzugeben, welche eine strukturell einfache Drehzahlsteuereinrichtung zum Umschalten zwischen einem Drehzahl-angleichenden Modus und einem Drehzahl-erhöhenden Modus mit einer vereinfachten Kupplungssteuereinrichtung vorsieht.

Die Erfindung sieht eine Kraftübertragungseinrichtung zur Verteilung von Antriebskraft einer Antriebseinrichtung eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb auf die vorderen und hinteren Antriebsräder vor, mit einem von der Antriebskraft der Antriebseinrichtung drehbaren Gehäuse, und mit einer in dem Gehäuse vorgesehenen Ausgangswelle, und mit ersten und zweiten Planetenradgetrieben zwischen dem Gehäuse und der Ausgangswelle, mit auf der Innenfläche des Gehäuses befestigten ersten und zweiten Hohlrädern, wobei den ersten und zweiten Hohlrädern erste und zweite Sonnenräder zugeordnet sind, und wobei erste und zweite Planetenräder mit den ersten und zweiten Hohl- und Sonnenrädern kämmend im Eingriff stehen und um ihre eigenen Achsen und die Achsen der Hohlräder drehbar angeordnet sind, und wobei ein Planetenradträger mit der Ausgangswelle verbunden ist, und vorbei die ersten und zweiten Planetenräder drehbar auf dem Planetenradträger gehalten sind, und wobei die ersten und zweiten Planetenradgetriebe unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen, wobei das eine der Übersetzungsverhältnisse so gewählt ist, daß die hinteren Antriebsräder schneller als die vorderen Antriebsräder drehen, wobei die ersten und zweiten Kupplungen mit den ersten und zweiten Sonnenrädern verbunden sind, um die ersten und zweiten Sonnenräder hierbei selektiv und drehfest zu halten, um den ersten und zweiten Planetengetrieben eine Kraftübertragung zu ermöglichen, und mit einem Paar von Kupplungen zur Übertragung variablen Drehmoments, welche mit den Enden der Ausgangswelle verbunden sind.

Wenn die Kupplungen, die die Sonnenräder der beiden Planetengetriebe gegen Drehung selektiv eingerückt und ausgerückt sind, kann die Antriebskraft der Antriebseinrichtung zu den Antriebsrädern so Weise übertragen werden, daß die Drehgeschwindigkeit der hinteren Antriebsräder höher als die der vorderen Antriebsräder ist. Weil in dem Gehäuse zwei Planetengetriebe vorgesehen sind, ist die Kraftübertragungseinrichtung kompakt und leicht.

Wenn die Kupplung zur Erhöhung der Drehzahl der hinteren Antriebsräder aus einer Kupplung, die selektiv ein- und ausgerückt werden kann, und einer Einwegkupplung, die in Serie mit der Kupplung angeordnet ist, besteht, wird eine Übertragung einer starken Bremskraft auf die hinteren Antriebsräder verhindert, wenn das Motorfahrzeug gebremst wird, und die hinteren Antriebsräder schneller als die vorderen Antriebsräder während einer Kurvenfahrt drehen.

Wenn die Kupplung zur Erhöhung der Drehzahl der hinteren Antriebsräder gegenüber den vorderen Antriebsrädern eine Kupplung enthält, die selektiv ein- und ausgerückt werden kann, und die Kupplung zur Angleichung der Drehzahl der hinteren Antriebsräder an die der vorderen Antriebsräder eine Einwegkupplung enthält, dann ist es nicht notwendig die Drehzahl-erhöhende Kupplung zu steuern und zwischen Drehzahl-angleichenden und -erhöhenden Modi zu schalten, was einfach durch Steuern der Drehzahl-erhöhenden Kupplung bewirkt werden kann. Dadurch ist die Drehzahl-ändernde Steuereinrichtung vereinfacht.

Diese und andere Gegenstände, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigelegten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Schema der Kraftübertragungseinrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Kraftübertragungseinrichtung gemäß Fig. 1 bei Vorwärtsfahrt;

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 bei Kurvenfahrt;

Fig. 4 zeigt Einzelheiten eines Planetenradgetriebes;

Fig. 5 zeigt eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines hinteren Differentials mit einer Drehzahlsteuereinrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Planetenradgetriebes der Drehzahlsteuereinrichtung;

Fig. 8 zeigt ein hinteres Differentialgetriebe mit einer Drehzahlsteuereinrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 ein Schema einer Kraftübertragungseinrichtung mit einer Drehzahlsteuereinrichtung auf der Vortriebswelle;

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt einer Drehzahlsteuereinrichtung gemäß Fig. 9 und

Fig. 11 zeigt ein Schema einer Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Fig. 1 bis 4 zeigen eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Gemäß Fig. 1 wird die Drehkraft einer Antriebseinrichtung oder eines Motors 1 in der Drehzahl durch ein Getriebe 2 geändert, und von dessen Ausgangswelle 3 durch ein Getriebe 4, 5 zu einem Differentialgehäuse 11 eines vorderen Differentials 10 übertragen. Die Drehkraft wird dann durch das vordere Differential 10 geteilt und durch dessen linke und rechte Wellen und durch entsprechende Antriebswellen 6 auf das linke und rechte vordere Antriebsrad 7 L, 7 R übertragen. Die Getriebe 4, 5, das vordere Differential 10 und die Antriebsachsen 6 dienen zusammen als Kraftübertragungsweg 41 für die Vorderräder.

Die Drehzahl des Differentialgehäuses 11 wird durch Getriebe 13, 14, 15, 16 auf eine Vortriebswelle 17 und dann durch Getriebe 18, 19 auf ein Gehäuse 21 der Drehzahlsteuereinrichtung 20 übertragen. Die Drehzahl wird durch die Drehzahlsteuereinrichtung 20 gesteuert und von dessen Ausgangswelle 28 durch Kupplungen zur Übertragung variablen Drehmoments 31 L und 31 R und Antriebsachsen 8 zu den linken und rechten Antriebsrädern 9 L und 9 R übertragen. Die Getriebe 13, 14, 15, 16, 18, 19, die Vortriebswelle 17, die Drehzahlsteuereinrichtung 20, die Kupplungen 31 L, 31 R und die Antriebsachsen 31 L, 31 R bilden zusammen den Kraftübertragungsweg für die Hinterräder.

Die Drehzahlsteuereinrichtung 20 ist in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Drehzahlsteuereinrichtung 20 enthält ein röhrenförmiges Gehäuse 21, eine Ausgangswelle 28, die sich konzentrisch lateral durch das Gehäuse 21 erstreckt, ein Paar linker und rechter Planetengetriebe 22 L, 22 R und einen Planetenradträger 26.

Die linken und rechten Planetenradgetriebe 22 L, 22 R enthalten zwei linke und rechte Hohlräder 23 L, 23 R, die auf der Innenfläche des Gehäuses 21 befestigt sind und zwei linke und rechte Sätze mehrerer Planetenräder 24 L, 24 R, die um ihre eigenen Achsen und die Ausgangswelle 28 rotierend gelagert sind, und die Hohlräder 23 L, 23 R kämmend eingreifen und ein Paar linke und rechte Sonnenräder 27 L, 27 R, die rotierend um die Hauptwelle gehalten sind und mit den Planetenrädern 24 L, 24 R in deren radiale Innenseiten kämmend eingreifen. Die Planetenräder 24 L, 24 R sind rotierend auf Achsen 25 gehalten, die auf dem Planetenträger 26 gelagert sind, der fest mit dem Mittelteil der Ausgangswelle 28 verbunden ist.

Die linken und rechten Sonnenräder 27 L, 27 R sind mit Kupplungen 29 L, 29 R verbunden, um die Sonnenräder 27 L, 27 R drehfest zu halten. Die Kupplungen 29 L, 29 R können so gesteuert sein, daß sie selektiv eingerückt (on) und ausgerückt (off) sind. Wenn eine der Kupplungen 29 L, 29 R eingerückt (on) ist, ist die andere ausgerückt (off).

Die Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 31 L, 31 R sind zwischen linken und rechten Enden der Ausgangswelle 28 und den Antriebsachsen 8 angeordnet. Jede der Kupplungen 31 L, 31 R enthält ein Kupplungsgehäuse 32, das mit dem einen Ende der Ausgangswelle 28 verbunden ist, eine Mehrzahl von Außenplatten 33 mit axialem Abstand, die auf der Innenfläche des Kupplungsgehäuses 32 befestigt sind, und einer Mehrzahl von Innenplatten 34 mit axialem Abstand, die zwischen den Außenplatten 33 angeordnet und auf der Achse 35 befestigt sind. Die Achse 35 ist mit einem der beiden Antriebsachsen 8 verbunden (Fig. 1). Die Kupplungen 31 L, 31 R arbeiten hydraulisch, so daß die zwischen den Außen- und Innenplatten 33, 34 angreifenden Kräfte unter hydraulischem Druck variiert werden.

Die Planetengetriebe 22 L, 22 R der Drehzahlsteuereinrichtung 20 haben verschiedene Übersetzungsverhältnisse, von denen das eine so gewählt ist, daß die Drehzahl zur Übertragung der Antriebskraft zu den hinteren Antriebsrädern 9 L, 9 R ansteigt. Ein Beispiel eines solchen Übersetzungsverhältnisses der Planetengetriebe 22 L, 22 R wird im Folgenden beschrieben.

Wenn die Kupplungen 29 L, 29 R so gesteuert werden, daß eine von ihnen eingerückt ist (on), und die andere ausgerückt ist (off), wird Drehkraft von den Hohlrädern 23 L, 23 R durch eine der Planetenradsätze 24 L, 24 R, die mit dem festen Sonnenrad 27, daß mit dem eingerückten Planetengetriebe und außerdem mit dem Planetenradträger 26 und dadurch der Ausgangswelle 28 kämmend verbunden ist, übertragen. Das eingerückte Planetenradgetriebe, mit dem die festen Sonnenräder verbunden sind, wird im Folgenden beschrieben.

In Fig. 4 bezeichnet ω₁ die Drehzahl des Sonnenrades 27, ω₂ die Drehzahl des Hohlrades 23, ω₃ die Drehzahl des Planetenradträgers 26, r₁ den Radius des Rollkreises des Sonnenrades 27, und r₂ den Radius des Rollkreises des Hohlrades 23.

Die Drehzahlen und Radien genügen folgender Gleichung:

Wenn das Sonnenrad 27 gegenüber der Kupplung 29 drehfest gehalten ist, ist die Drehzahl des Sonnenrades 27 nach Gleichung I ω₁ = 0. Das Verhältnis der Drehzahl ω₂ des Hohlrades 23 zur Drehzahl ω₂ des Planetenradträgers 26, d. h., das Übersetzungsverhältnis N, wird gegeben durch folgende Gleichung:

Wenn die Radien r₁, r₂ so gewählt werden, daß die Drehzahlen n₁, n₂, n₃, n₄, n₅, n₆ der Getriebe 13, 14, 15, 16, 18, 19 gemäß Fig. 1 folgender Gleichung genügen:

dann ist das Übersetzungsverhältnis im wesentlichen 1 : 1, wobei die vorderen und hinteren Antriebsräder direkt miteinander gekuppelt sind. Dieses Übersetzungsverhältnis kann benutzt werden, wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt.

Wenn die Radien r₁, r₂ so gewählt werden, daß sie folgender Gleichung genügen:

dann ist das Übersetzungsverhältnis so, daß die Drehzahl der hinteren Antriebsräder höher als die Drehzahl der vorderen Antriebsräder ist. Dieses Übersetzungsverhältnis kann verwendet werden, wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist das rechte Planetenradgetriebe 22 R beispielsweise so konstruiert, daß es ein Übersetzungsverhältnis gemäß Gleichung III enthält, d. h., damit die hinteren Antriebsräder mit der gleichen Drehzahl wie die vorderen Antriebsräder angetrieben sind. Das linke Planetengetriebe 22 L ist zum Beispiel so konstruiert, daß es ein Übersetzungsverhältnis gemäß Gleichung IV enthält, d. h. um die Drehzahl der hinteren Antriebsräder gegenüber der Drehzahl der vorderen Antriebsräder zu erhöhen.

Der Modus, bei dem die hinteren Antriebsräder direkt gekoppelt sind, d. h., mit der gleichen Drehzahl wie die vorderen Antriebsräder drehen, und der Modus, in dem die hinteren Antriebsräder mit einer höheren Drehzahl als die vorderen Antriebsräder drehen kann beispielsweise ausgewählt werden, wenn eines der Sonnenräder 27 L, 27 R drehfest gehalten ist und sich das andere frei drehen kann.

Weil das Drehmoment, das von der Kupplung 29 zum Halten des Sonnenrades 29 benötigt wird, auf r₁/r₂ des auf die Drehzahlsteuereinrichtung 20 wirkenden Drehmoments reduziert ist, kann die Kupplung 29 in Größe und Gewicht reduziert sein.

Die Drehzahlsteuereinrichtung 20 ist wie folgt gesteuert:
Die Drehzahlsteuereinrichtung 20 ist bei Geradeausfahrt des Motorfahr­ zeugs so angeordnet wie in Fig. 2 dargestellt. Die rechte Kupplung 29 R ist eingerückt, um das Sonnenrad 27 R des direktkuppelnden oder Drehzahl­ angleichenden Planetenradgetriebes 22 R drehfest zu halten, und die Kupplung 29 L ist ausgerückt. Hierbei wird auf die linken und rechten Kupplungen zur Übertragung variablen Drehmoments 31 L, 31 R derselbe hydraulische Druck angelegt, so daß auf die linken und rechten hinteren Antriebsräder die gleiche Antriebskraft übertragen wird.

Dadurch wird, wie durch die dicken Pfeile angezeigt, die Drehkraft von der Vortriebswelle 17 durch die Getriebe 18, 19 auf das Gehäuse 21 der Drehzahlsteuereinrichtung 20 und dem Hohlrad 23 R durch die Planetenräder 24 R des rechten Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 22 R mit dem an dem Planetenradträger 26 festgehaltenen Sonnenrad 27 R und dadurch auf die Ausgangswelle 28 übertragen. Hierbei wird keine Drehkraft von dem linken Planetenrad 24 L zu dem Planetenradträger 26 übertragen, wobei das Sonnenrad 27 L der linken Geschwindigkeits-erhöhenden Planetenradgetriebe 27 L frei rotiert.

Wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, wird daher Drehkraft so zu den vorderen und hinteren Antriebsrädern übertragen, daß die Drehzahl der vorderen Antriebsräder 7 L und 7 R und die Drehzahl der hinteren Antriebs­ räder 9 L, 9 R im wesentlichen durch das Drehzahl-angleichende Planeten­ radgetriebe 22 R auf ein Verhältnis von 1 : 1 angeglichen sind. Hierdurch und ebenfalls durch die Gleichverteilung der Antriebskraft durch die Kupplungen zur Übertragung variablen Drehmoments 31 L, 31 R fährt das Motorfahrzeug bei Geradeausfahrt mit hoher Stabilität, insbesondere bei hohen Drehzahlen.

Die Teile der Drehzahlsteuereinrichtung 20 sind gemäß Fig. 3 angeordnet, wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt. Die linke Kupplung 29 L ist eingedrückt, um das Sonnenrad 27 des Drehzahl-erhöhenden Planetenradge­ triebes 22 L fest zu halten, und die rechte Kupplung 29 R ist ausgerückt, um das Sonnenrad 27 R frei rotieren zu lassen. Wenn die Kurvenfahrt eine linke Kurvenfahrt ist, wird ein höherer hydraulischer Druck auf die rechte Kupplung 31 R zur Übertragung variabler Drehmomente angelegt, die mit dem kurvenäußeren Hinterrad 9 R des Drehkreises verbunden ist, als auf die linke Kupplung 31 L zur Übertragung variabler Drehmomente, die mit dem kurveninneren Hinterrad 9 L des Drehkreises verbunden ist, so daß auf das rechte hintere Antriebsrad 9 R eine größere Antriebskraft übertragen wird.

Weil das Sonnenrad 27 L des linken Drehzahl-erhöhenden Planetenradgetrie­ bes 22 L drehfest gehalten ist, wenn das Gehäuse 21 rotiert, rotieren die Planentenräder 24 L um ihre eigenen Achsen und um die Ausgangswelle 28, wobei Drehkraft vom Hohlrad 23 L und den Planetenrädern 24 L zu dem Planetenradträger 26 und dadurch auf die Ausgangswelle 28 übertragen wird.

Wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, wird daher Drehkraft auf die vorderen und hinteren Antriebsräder so übertragen, daß durch das Drehzahl-erhöhende Planetengetriebe 22 R die hinteren Antriebsräder 9 L, 9 R schneller als die vorderen Antriebsräder 7 L, 7 R rotieren. Dies erlaubt, zusammen mit der Tatsache, daß durch die Kupplungen 31 L, 31 R die größere Antriebskraft zu dem kurvenäußeren hinteren Antriebsrad übertragen wird, daß das Motorfahrzeug ein verbessertes Kurvenfahrverhalten hat. Die Kupplungen 31 L, 31 R zur Übertragung variabler Drehmomente können so gesteuert sein, daß die Drehzahl des kurveninneren Antriebsrades ansteigt und eine größere Antriebskraft auf das Kurveninnere Antriebsrad überträgt, wenn das Motorfahrzeug bei hoher Drehzahl eine Kurve fährt. Auch wenn die Drehzahlsteuereinrichtung 20 in der oben beschriebenen Ausführung koaxial zu den hinteren Antriebsrädern 9 L, 9 R angeordnet ist, kann sie auch koaxial zu den vorderen Antriebsrädern 7 L, 7 R oder koaxial zu der Vortriebswelle 17 zwischen den vorderen und hinteren Antriebsrädern angeordnet sein.

Die Sonnenräder 27 L, 27 R können fest mit der Ausgangswelle 28 verbunden sein, und die zwei Sätze von Planetenrädern 24 L, 24 R können unabhängig voneinander durch Planetenradträger gehalten sein, und diese Planeten­ radträger können selektiv und unabhängig voneinander durch entsprechende Kupplungen drehfest gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung kann ebenso bei einem Motorfahrzeug mit Vierradantrieb angewendet werden, bei dem die hinteren Antriebsräder 9 R, 9 L als vordere Antriebsräder und die vorderen Antriebsräder 7 L, 7 R als hintere Antriebsräder dienen.

Im Folgenden wird eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahr­ zeug mit Vierradantrieb gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung an Fig. 5 bis 7 beschrieben. In dem zweiten Ausführungs­ beispiel sind zwischen den Sonnenrädern des Planeteradgetriebes und den Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente Einwegkupplungen in der Drehzahlsteuereinrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet.

Gemäß Fig. 5 wird die Antriebskraft einer Antriebseinheit oder eines Motors 101 durch ein Getriebe 102 in der Drehzahl geändert, und von einer Ausgangswelle davon durch ein Getriebe 103 auf ein Differential 104 übertragen, von dem die Kraft zu linken und rechten vorderen Antriebsrädern 105 L, 105 R übertragen wird. Die Antriebskraft wird außerdem von dem Differential 104 durch ein Getriebe 106 und eine Vorbetriebswelle 107 auf die Drehzahlsteuereinrichtung 110 übertragen.

Gemäß Fig. 6 enthält die Drehzahlsteuereinrichtung 110 ein Differentialgehäuse 111, ein linkes und rechtes Kupplungsgehäuse 112 L, 112 R, die an dem Differentialgehäuse 111 befestigt sind, eine Eingangswelle 113, welche drehbar in dem Differentialgehäuse 111 gelagert ist, ein einteilig mit dem der Eingangswelle gebildetes Kegelrad 114, ein in dem Differentialgehäuse 111 angeordnetes Gehäuse 115, ein auf dem Gehäuse 115 befestigtes Kegelrad 116, welches in das Kegelrad 114 kämmend eingreift, und ein auf dem Gehäuse 115 befestigter seitlicher Deckel 117.

Die Eingangswelle 113 ist mit dem hinteren Ende der Vortriebswelle 107 verbunden. Die Drehkraft der Vortriebswelle 107 wird durch die Eingangswelle 113 und die Kegelräder 114, 116 auf das Gehäuse 115 übertragen. Das Gehäuse 115 enthält ein Paar linker und rechter Planetenradgetriebe 121 L, 121 R.

Die Planetenradgetriebe 121 L, 121 R enthalten ein Paar linke und rechte Hohlräder 122 L, 122 R, die auf der Innenfläche des Gehäuses 115 befestigt sind, zwei Sätze von Planetenrädern 123 L, 123 R, und ein Paar Sonnenräder 124 L, 124 R. Die Planetenräder 123 L, 123 R sind drehbar durch Rollenlager 125 L, 125 R (Fig. 7) auf einer Ritzelachse 126 gelagert, die in einem Planetenradträger 131 in Form eines einteiligen Gehäuses gelagert sind. Gemäß Fig. 7 enthält der Planetenradträger 131 eine Trommel 132, mit linken und rechten Fenstern 133 L, 133 R, in denen die Planetenräder 123 L, 123 R angeordnet sind, und sind in linken und rechten Wänden 134 L, 134 R vorgesehenen Achsenlöcher 135 L, 135 R, die die Enden der Ritzelachse 126 aufnehmen. Die Trommel 132 hat außerdem eine einwärtsgewandte innere Flanke 136, deren Innendurchmesser kleiner als die Innendurchmesser der Wände 134 L, 134 R sind. Auf der Innenfläche der einwärts gewandten Flanke 136 sind Keilnuten 137 und ein Achsenloch 138 vorgesehen, in dem die Ritzelachse 126 gehalten ist.

Eine im Gehäuse 115 angeordnete Hauptachse 141 ist mit einer auswärtsgewandten inneren Flanke 142 und auf dessen Außenfläche mit Keilnuten 143 versehen. Die Keilnuten 143 greifen in die Keilnuten 137 der einwärtsgewandten Flanke 136 ein.

Um die Planetenradgetriebe 121 L, 121 R zusammenzusetzen, sind die Planetenräder 123 L, 123 R in Fenstern 133 L, 133 R des Planetenradgetriebes des Planetenradträgers 131 angeordnet. Gegen die Enden der Planetenträger 123 L, 123 R sind Druckplatten 127 L, 127 R und 133 L, 133 R gehalten. Die Ritzelachse 126 paßt in die Achslöcher 135 L, 138, 135 R, wobei innerhalb der Planetengetriebe 123 L, 123 R die Rollenlager 125 L, 125 R angeordnet sind. Die Ritzelachse 126 ist gegenüber dem Planetenradträger 131 durch einen zentralen Stift 139 befestigt. Druckplatten 128 L, 128 R sind gegen die Enden der Ritzelachse 126 gehalten.

Aus den Sonnenrädern 124 L, 124 R geformte Röhrenstücke 129 L, 129 R passen über linke und rechte Teile der Hauptachse 141, zwischen denen Rollenlager 144 L, 144 R liegen. Zwischen den Sonnenrädern 124 L, 124 R und der auswärtsgerichteten Flanke 142 liegen Drucklager 145 L, 145 R. Gegen die Außenseiten der Sonnenräder 124 L, 124 R sind Drucklager 146 L, 146 R gehalten.

Die einwärtsgerichtete Flanke 136 des Planetenradträgers 131 und die auswärtsgerichtete Flanke 142 der Hauptachse 141 sind miteinander durch Keilnuten 137, 143 verbunden. Diese Anordnung wird dann in das Gehäuse 115 eingesetzt, wobei die Zahnräder der Planetenradgetriebe 121 L, 121 R kämmend ineinander eingreifen. Das Gehäuse 115, in dem die Röhrenstücke 129 L, 129 R durch Rollenlager 147 L, 147 R drehbar gehalten sind, der Seitendeckel 117, und das Kegelrad 116 sind durch Bolzen 148 miteinander verbunden.

Im ersten Ausführungsbeispiel haben die linken und rechten Planetenradgetriebe 121 L, 121 R unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. Das linke Planetenradgetriebe 121 L dient als Drehzahl-erhöhendes Planetenradgetriebe, während das rechte Planetenradgetriebe 121 R als Geschwindigkeits- angleichendes Planetenradgetriebe dient.

Gemäß Fig. 6 passen die Flankenteile 149 L, 149 R durch Sägeverzahnungen über die äußeren Enden der Röhrenteile 129 L, 129 R. Auf die Außenfläche des Flankenteils 149 L sind eine Einwegkupplung 151 L und eine Kontrollkupplung 152 L montiert. Auf die Außenfläche des Flankenteils 149 R sind eine Einwegkupplung 151 R und eine Steuerkupplung 152 R montiert.

Die linke Einwegkupplung 151 L ist zwischen einem Flankenteil 149 L und einem Röhrenteil 153 R angeordnet. Wenn sich das Flankenteil 149 L in einer Richtung dreht, verbindet die Einwegkupplung 151 L das Flankenteil 149 L mit Röhrenteil 153 L. Wenn sich das Flankenteil 149 L in entgegengesetzter Richtung dreht, trennt die Einwegkupplung 151 L das Flankenteil 149 L von dem Röhrenteil 153 L. Die rechte Einwegkupplung 151 R ist zwischen dem Flankenteil 149 R und dem Gehäuse 111 angeordnet. Wenn sich das Flankenteil 149 R in einer Richtung dreht, verbindet die Einwegkupplung 151 R das Flankenteil 149 R mit dem Gehäuse 111. Wenn sich das Flankenteil 149 R in entgegengesetzter Richtung dreht, trennt die Einwegkupplung 151 R das Flankenteil 149 R von dem Gehäuse 111. Durch diese Wirkung der Einwegkupplung 151 L kann sich das Flankenteil 149 R relativ zu dem Röhrenteil 153 L in nur einer Richtung drehen, während die Einwegkupplung 151 R dem Flankenteil 149 R eine Drehung gegenüber dem Gehäuse 111 in nur einer Richtung erlaubt.

Die linke Steuerkupplung 152 L ist zwischen dem Röhrenteil 153 L und dem Kupplungsgehäuse 118 an dem Gehäue 111 befestigt, während die rechte Steuerkupplung 152 R zwischen dem Flankenteil 149 R und dem Gehäuse 111 angeordnet ist. Die linke Steuerkupplung 152 L hat Reibplatten, deren innere Platten 154 L durch Sägeverzahnungen mit dem Röhrenteil 153 L befestigt, und deren äußere Platten 156 L durch Sägeverzahnungen in einem Kupplungsäußeren 155 L des Kupplungsgehäuses 118 befestigt sind. Das Kupplungsgehäuse 118 hat einen Zylinder 157 L, in dem ein Kolben 158 L verschiebbar gehalten ist. Die rechte Steuerkupplung 152 R hat Reibplatten, deren innere Platte 154 R durch Sägeverzahnungen über einem Flankenteil 149 R befestigt ist. Eine äußere Platte 156 R ist durch Sägeverzahnung in einem Kupplungsäußeren 155 R des Gehäuses 111 befestigt. Das Gehäuse 111 hat einen Zylinder 157 R, in dem ein Kolben 158 R verschiebbar gehalten ist.

Der Seitendeckel 117 des Differentialgehäuses 115 ist auf dem Kupplungsgehäuse 118 durch ein Kugellager 119 L gehalten. Das um die rechte Einwegkupplung 151 R angeordnete Röhrenstück 153 R ist durch Sägeverzahnung im Gehäuse 111 befestigt. Das Differentialgehäuse 115 ist auf dem Röhrenstück 153 R durch ein Kugellager 119 R gehalten.

Die Einwegkupplung 151 R, und die parallel zur Einwegkupplung 151 R angeordnete Steuerkupplung 152 R, bilden im Verbund eine Drehzahl- angleichende Kupplungsanordnung. Die Einwegkupplung 151 L und die in Serie mit der Einwegkupplung 151 L angeordnete Steuerkupplung 152 L bilden im Verbund eine Drehzahl-erhöhende Kupplungsanordnung.

Über den linken und rechten Enden der Hauptachse 141 sind durch Sägeverzahnungen Flankenteile 159 L, 159 R befestigt. Zwischen den Flankenteilen 159 L, 159 R und Ausgangswellen 171 L, 171 R sind Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, 161 R angeordnet. Die Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, 161 R sind einander in der Konstruktion identisch und haben Reibplatten, mit äußeren Platten 163 L, 163 R, die im Kupplungsäußeren 162 L, 162 R der Flankenteile 159 L, 159 R befestigt sind und mit inneren Platten 166 L, 166 R, die durch Sägeverzahnungen über dem Kupplungsinneren 165 L, 165 R der Flankenteile 164 L, 164 R befestigt sind, die durch Sägeverzahnungen auf den Ausgangswellen 17 L, 171 R befestigt sind. Die Kupplungsgehäuse 112 L, 112 R haben Zylinder 167 L, 167 R mit darin verschiebbar gehaltenen Kolben 168 L, 168 R. Zwischen den Kolben 168 L, 168 R und den Reibplatten sind Druckstücke 169 L, 169 R angeordnet.

Die Ausgangswellen 171 L, 171 R sind in den Kupplungsgehäusen 112 L, 112 R durch Kugellager 172 L, 172 R drehbar gelagert, und mit den linken und rechten Antriebsachsen 108 L, 108 R verbunden, die mit den hinteren Antriebsrädern 109 L, 109 R verbunden sind.

Die Steuereinrichtung 110 ist gemäß Fig. 5 in dem Motorfahrzeug mit Vierradantrieb befestigt. Wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, ist die rechte Steuerkupplung 152 R ausgerückt (off) und die linke Steuerkupplung 152 L ist ebenfalls ausgerückt (off).

Wenn die Drehzahl der vorderen Antriebsräder 105 L, 105 R höher als die der hinteren Antriebsräder 109 L, 109 R ist, hält die Einwegkupplung 151 R das Sonnenrad 124 R des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 121 R auf dem Gehäuse 111, wodurch die Antriebskraft auf die hinteren Antriebsräder 109 L, 109 R übertragen wird.

Hierbei wird an den Zylindern 167 L, R der linken und rechten Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, R ein gleicher hydraulischer Druck angelegt, um die Kolben 168 L, R aus den Zylindern 167 L, R zu bewegen, um die Kräfte, mit denen die Reibplatten 163 L, 166 L und 163 R, 166 R wirken, anzugleichen. Hierdurch können die an die hinteren Antriebsräder 109 L, R angelegten Antriebskräfte einander angeglichen werden.

Hierdurch wird das an die Vortriebswelle 107, die Eingangswelle 113 und die Kegelräder 114, 116 an das Gehäuse 115 angelegte Drehmoment durch das Hohlrad 122 auf die Hauptwelle 141, die mit dem Planetenradträger 131 integral ist, übertragen, während die Planetenräder 123 R des rechten Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 121 mit dem Sonnenrad 124 R zusammengehalten sind und sich um die Hauptwelle 141 drehen. Das Antriebsdrehmoment ist gleichmäßig von den linken und rechten Enden der Hauptwelle 141 durch die Flankenteile 159 L, R, die Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, R und Flankenteile 164 L, R auf die Ausgangswellen 171 L, R übertragen, wodurch die Antriebsachsen 108 L, R die linken und rechten Antriebsräder 109 L, R mit gleicher Geschwindigkeit antreiben. Das Motorfahrzeug fährt nun in Geradeausfahrt insbesondere bei hoher Geschwindigkeit stabil.

Wenn die Drehzahl der vorderen Antriebsräder 105 L, R niedriger als die der hinteren Antriebsräder 109 L, R ist, ist das Sonnenrad 124 R frei drehbar gehalten, wodurch die Übertragung der Antriebskraft auf die hinteren Antriebsräder 109 L, R unterbrochen ist. Insbesondere, wenn starke Bremskraft auf die vorderen Antriebsräder 105 L, R übertragen wird, wenn das Motorfahrzeug gebremst wird, wird eine Übertragung starker Bremskraft auf die hinteren Antriebsräder 109 L, R und dadurch ein Blockieren der hinteren Antriebsräder verhindert.

Wenn auf die hinteren Antriebsräder 109 L, R Motorbremskraft angelegt wird, d. h. wenn die hinteren Antriebsräder 109 L, R durch die Straßenoberfläche angetrieben werden, und wenn das Motorfahrzeug rückwärts fährt, so erlaubt die Einwegkupplung 151 R dem Sonnenrad 124 R eine freie Rotation, wodurch die hinteren Antriebsräder 109 L, R frei laufen. Wenn die hinteren Antriebsräder 109 L, R durch Bremsen des Motors gebremst werden sollen, oder bei Rückwärtsfahrt des Motorfahrzeugs Antriebskraft auf die hinteren Antriebsräder 109 L, R übertragen werden soll, wird auf den Zylinder 157 R ein hydraulischer Druck angelegt, um den Kolben 158 R herauszudrücken und die Reibplatten 154 R, 156 R zu verbinden. Die linke Steuerkupplung 152 R ist nun eingerückt (on) um die Flankenteile 149 R und die Röhrenstücke 129 R mit dem Sonnenrad 124 R des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 121 R ohne Rücksicht auf die Einwegkupplung 151 R drehfest zu halten, so daß die Bremskraft und die Antriebskraft auf die hinteren Antriebsräder 109 L, R übertragen werden kann.

Wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, wird hydraulischer Druck an dem Zylinder 157 L angelegt, um den Kolben 158 L herauszubewegen, und die linke Steuerkupplung 152 L einzurücken. Durch das Flankenteil 159 L und das Röhrenteil 129 L ist das Sonnenrad 124 L des Geschwindigkeits- erhöhenden Planetenradgetriebes 121 L drehfest gehalten. Hierbei ist gleichzeitig die rechte Steuerkupplung 152 R ausgerückt. Wenn das Fahrzeug eine linke Kurve fährt, wird ein höherer hydraulischer Druck auf die rechte Kupplung zur Übertragung variabler Drehmomente 116 R angelegt, die mit dem kurvenäußeren hinteren Antriebsrad des Drehkreises verbunden ist, als auf die mit dem kurveninneren Rad des Drehkreises verbundene Kupplung zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, so daß auch das hintere rechte Antriebsrad 109 R eine größere Antriebskraft angelegt wird.

Die Drehkraft des Gehäuses 115 wird vom Hohlrad 122 L durch die Planetenräder 123 L des linken Drehzahl-erhöhenden Planetenradgetriebes 121 L mit dem drehfest gehaltenen Sonnenrad 124 L und außerdem das Planetenrad 131 der Hauptachse 141 übertragen. Weil das Sonnenrad 124 L des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 121 R in der gegenüber der oben beschriebenen Weise entgegengesetzten Richtung gegenüber der Drehung des Planetenradträgers 131 gedreht wird, ist die Einwegkupplung 131 R ausgerückt und es wird keine Kraft von den Planetenrädern 123 R übertragen.

Die Drehzahl-erhöhende Antriebskraft wird auf die rechte Ausgangswelle 171 R übertragen und die Drehzahl-reduzierte Antriebskraft wird auf die linke Ausgangswelle 171 L durch linke und rechte Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 161 L, R übertragen. Im Ergebnis dreht das rechte hintere Antriebsrad 109 R schneller als das linke hintere Antriebsrad 109 L.

Wenn das Motorfahrzeug bei angetriebenen Hinterrädern bei hoher Geschwindigkeit während einer Kurvenfahrt bremst, und hierbei eine hohe Bremskraft auf die vorderen Antriebsräder übertragen wird, so wird durch die starke Bremskraft auf die vorderen Antriebsräder die Einwegkupplung 151 L ausgerückt, wodurch die Übertragung der starken Bremskraft der vorderen Antriebsräder auf die hinteren Antriebsräder unterbrochen wird. Hierdurch verhindert die Einwegkupplung 151 L ein Blockieren der hinteren Antriebsräder durch starke Bremskraft auf die Vorderräder unabhängig davon, ob die Steuerkupplung 152 L gesteuert wird oder nicht.

Weil nur die Einwegkupplung 151 L ein Blockieren der hinteren Antriebsräder durch starke Bremskraft auf die vorderen Antriebsräder verhindert, während sich die hinteren Antriebsräder bei einer Kurvenfahrt schneller drehen, und ebenfalls weil die Drehzahl-erhöhende Steuerkupplung 152 L nur benutzt wird, um zwischen dem Drehzahl-angleichenden Modus und dem Drehzahl-erhöhenden Modus zu schalten, ist die gesamte Steuereinrichtung vereinfacht.

Im Folgenden wird eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Fig. 8 beschrieben. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes der Drehzahlsteuereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine Einwegkupplung geregelt, die dem Sonnenrad nur eine Drehung in einer Richtung erlaubt.

Gemäß Fig. 8 enthält die Drehzahlsteuereinrichtung 250 ein Paar linker und rechter Planetenradgetriebe 253 L, R, welches zwischen einem Gehäuse 251 und einer Hauptwelle 252 gelagert ist. Die Planetenradgetriebe 253 L, R enthalten auf der Innenfläche des Gehäuses 251 angeordnete Hohlräder 254 L, R zwei Sätze mehrerer Planetenräder 255 L, R, die auf einem Planetenradträger 257 radial innerhalb der Hohlräder 254 L, R gehalten sind und mit den Hohlrädern 254 L, R und zwei Sonnenrädern 256 L, R kämmend eingreifen, welche auf der Hauptwelle 252 innerhalb der Planetenräder 255 L, R drehbar gehalten sind und mit den Planetenrädern 255 L, R kämmend eingreifen.

Das Sonnenrad 256 L des Drehzahl-erhöhenden Planetenradgetriebes 253 L kann durch eine Kupplung 258 drehfest gehalten werden, die selektiv eingerückt (on) und ausgerückt (off) werden kann. Das Sonnenrad 256 R des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 253 R kann durch eine Einwegkupplung 259 nur dann drehfest gehalten werden, wenn vorwärtsgerichtete Antriebskraft übertragen wird, und wenn das Motorfahrzeug nicht gebremst ist.

Die Drehzahlsteuereinrichtung 250 ist in dem Übertragungsweg angeordnet, in dem Antriebskraft von der Antriebseinheit des Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb gemäß Fig. 1 auf die hinteren Antriebsräder übertragen wird.

Wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, ist die Drehzahl-erhöhende Kupplung 258 ausgerückt. Die Drehung des Gehäuses 251 wird durch Planetenräder 255 R und den Planetenradträgern 257 des Drehzahl-angleichenden Planetenradgetriebes 253 auf die Ausgangswelle 252 übertragen. Hierbei sind linke und rechte Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 211L, R im hinteren Differential 210, die mit Ausgangswelle 252 verbunden sind, so geregelt, daß ihre Eingriffkräfte einander gleich sind.

Wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, ist die Drehzahl-erhöhende Kupplung 258 eingerückt, um Drehkraft durch die Planetenräder 255 L und den Planetenradträger 257 des Drehzahl-erhöhenden Planetenradgetriebes 253 L auf die Aufgangswelle 252 zu übertragen. Hierbei sind die linken und rechten Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente 211 L, R so geregelt, daß zu dem kurvenäußeren Hinterrad des Drehkreises eine große Antriebskraft angelegt wird.

Die Drehzahl-erhöhende Kupplung 258 ist eine Kupplung, die selektiv ein- und ausgerückt werden kann. Die Drehzahl-angleichende Kupplung 259 ist hingegen eine Einwegkupplung. Weil die Einwegkupplung nicht geregelt werden muß, kann der Drehzahl-angleichende Modus und der Drehzahl- erhöhende Modus einfach gewählt werden, wenn nur die Drehzahl-erhöhende Kupplung 258 geregelt ist. Hierdurch ist die kupplungssteuernde Einrichtung noch einfacher als die Anordnung gemäß Fig. 11, die zwei Drehzahl- angleichende und erhöhende Kupplungen 217, 218 benötigt, die geregelt werden müssen.

Weil die Einwegkupplung 259 angewendet wird, ist die gesamte Struktur der Vorrichtung vereinfacht und in Größe reduziert. Weil ein Schalten zwischen den Drehzahl-angleichenden und -erhöhenden Modi durch die Einwegkupplung 259 weich einsetzt, wird ein Schock bei einer Drehzahländerung vermindert.

Zwischen den Teilen einer Vortriebswelle, die den Antriebsmechanismus für die vorderen Antriebsräder und den Antriebsmechanismus für die hinteren Antriebsräder verbindet, ist eine im Folgenden beschriebene Drehzahlsteuerung angeordnet. Gemäß Fig. 10 ist zwischen Eingangs- und Ausgangswelle 222, 223 und einer Gegenwelle 224, ein Drehzahl-erhöhendes Getriebe 225 angeordnet. Das Drehzahl-erhöhende Getriebe 225 enthält ein mit dem Hinterende der Eingangswelle 222 integriertes Getriebe 226, ein mit den Vorder- und Hinterenden der Gegenwelle 224 integriertes Getriebe 227, 228, und ein auf der Ausgangswelle 223 drehbar gehaltenes Getriebe 229. Zwischen dem Endgetriebe 229 und der Ausgangswelle 223 ist in Form einer hydraulisch betriebenen Mehrscheibenkupplung eine Drehzahl-erhöhende Steuerkupplung 231 angeordnet.

Die Steuerkupplung 231 enthält eine Mehrzahl axial aufeinander geschichteter innerer und äußerer Platten 235, 236, die über eine mit dem Endgetriebe 229 integrierte innere Nabe 233 sitzen, und die in einer äußeren Nabe 234 sitzen, die über einem Vorderteil der Ausgangswelle 223 durch Sägeverzahnungen oder dergleichen verbunden sind. Das Endgetriebe 229 ist auf einem Mittelteil der Ausgangswelle 223 durch ein Kugellager 232 drehbar gehalten. Die äußere Nabe 254 hat einen Kolben 237, der in einer hydraulischen Druckkammer 238 verschiebbar gehalten und durch eine Rückholfeder 239 belastet ist.

Zwischen der äußeren Nabe 234, der Steuerkupplung 231 und dem Getriebe 226 auf dem Hinterende der Eingangswelle 222 ist eine Einwegkupplung 241 angeordnet. Die Einwegkupplung 241 dient zur Übertragung von Drehmoment von der Eingangswelle 222 auf die Ausgangswelle 223, wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, so daß sich die vorderen und hinteren Antriebsräder mit gleicher Drehzahl drehen.

Die hydraulische Druckkammer 238 ist mit Drucköl aus einer hydraulischen Druckquelle (nicht gezeigt) durch einen im Gehäuse 221 vorgesehenen Ölkanal (nicht gezeigt), eine in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen radialen Ölkanal 242, einen in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen axialen Ölkanal 243, einen in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen radialen Ölkanal 244 und eine im radialen Innenteil der äußeren Nabe 234 vorgesehenen schrägen Ölkanal versorgt. Der Kolben 237 wird nun gegen die Wirkung der Rückholfeder 239 nach rechts bewegt, um die inneren und äußeren Platten 235, 236 zum Aufbau von Reibwirkung gegeneinander zu drücken.

Die so konstruierte Drehzahlsteuereinrichtung 220 ist in der Drehkraft von der Antriebseinheit des Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb gemäß Fig. 9 auf dessen hintere Antriebsräder übertragenden Weg angeordnet.

Gemäß Fig. 9 wird ein Drehmoment von der Antriebseinheit oder dem Motor 201 in der Drehzahl durch eine Übersetzung 202 geändert und von einer Ausgangswelle davon, durch einen Getriebestrang 203 auf ein Differential 204, übertragen, von dem Kraft zu linken und rechten vorderen Antriebsrädern 205 L, 205 R übertragen wird. Das Drehmoment wird außerdem vom Differential 304 durch einen Getriebestrang 306, einen Vortriebswellenteil 207, die Drehzahlsteuereinrichtung 220, ein Vortriebswellenteil 208, einen Getriebestrang 209, ein hinteres Differential 210, und Antriebsachsen 212 L, 212 R auf hintere Antriebsräder 213 L, 213 R übertragen. Wenn das Motorfahrzeug geradeaus fährt, ist die Drehzahl-erhöhende Kupplung 231 ausgerückt. Die Drehung der Ausgangswelle 222 wird durch die Einwegkupplung 241 und die Außennabe 234 auf die Ausgangswelle 223 übertragen. Wenn das Motorfahrzeug eine Kurve fährt, ist die Drehzahl- erhöhende Kupplung 231 eingerückt, um Drehmoment durch die Eingangswelle 222, die Getriebe 226, 227, 228, 229 und die Kupplung 231 auf die Ausgangswelle 223 zu übertragen.

Die Drehzahlsteuereinrichtung 220 ist einfacher als die Anordnung gemäß Fig. 11, die sowohl Drehzahl-angleichende als auch Drehzahl-erhöhende Kupplungen 217, 218 benötigt.

Gemäß der Erfindung ist eine Drehzahlsteuereinrichtung mit zwei Planetenradgetrieben in einem Gehäuse eingebaut und kompakt und leichtgewichtig. Eines der beiden Planetenradgetriebe hat ein Drehzahl-erhöhendes Übersetzungsverhältnis. Wenn die den Sonnenrädern des Planetenradgetriebes zugeordneten Kupplungen selektiv ein- und ausgerückt werden, kann entweder ein Drehzahl-angleichender oder -erhöhender Modus gewählt werden, um die Fahreigenschaften eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb zu verbessern, auf dem eine Drehzahlsteuereinrichtung vorgesehen ist. Zwei entsprechenden Ausgangswellen zugeordnete Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente sind zur Verteilung von Antriebskraft auf die vorderen und hinteren Antriebsräder gesteuert.

Eine andere Drehzahlsteuereinrichtung gemäß der Erfindung hat Drehzahl- erhöhende Kupplungen, welche eine Steuerkupplung und eine Einwegkupplung zur Übertragung von Antriebskraft von den vorderen Antriebsrädern auf die hinteren Antriebsräder halten. Wenn auf die vorderen Antriebsräder starke Bremskraft ausgeübt wird, und sich während einer Kurvenfahrt die hinteren Antriebsräder schneller drehen, wird durch die Einwegkupplung ein Blockieren der hinteren Antriebsräder durch starke auf die vorderen Antriebsräder wirkende Bremskraft verhindert, unabhängig davon ob die Steuerkupplung eingerückt oder ausgerückt ist. Die Steuereinrichtung für die Kupplung ist dadurch vereinfacht. Eine weitere Steuereinrichtung enthält eine Drehzahl-erhöhende Steuerkupplung, die selektiv ein- und ausgerückt werden kann, und eine Drehzahl-angleichende Einwegkupplung. Das Umschalten zwischen dem Drehzahl-angleichenden und -erhöhenden Modus kann durch einfaches Steuern der Drehzahl-erhöhenden Kupplung erreicht werden. Die Drehzahlsteuereinrichtung ist daher vereinfacht. Der Gebrauch der Einwegkupplung macht die Steuereinrichtung einfacher und kleiner. Wenn eine der beiden Kupplungen eine Einwegkupplung ist, kann ein weicher Übergang zwischen Drehzahl-angleichendem und erhöhendem Modus erreicht werden, wobei ein Schock bei einem solchen Übergang minimiert wird. Ein Blockieren der hinteren Antriebsräder durch starke, auf die vorderen Antriebsräder angelegte Bremskraft wird außerdem verhindert, so daß das Motorfahrzeug stabil fährt.

Claims (8)

1. Kraftübertragungseinrichtung zur Verteilung der Antriebskraft einer Antriebseinheit (1; 101) eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb zu vorderen (7 L, R; 105 L, R) und hinteren (9 L, R; 109 L, R) Antriebsrädern, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gehäuse (21; 115) von der Antriebseinheit (1; 101) durch Antriebskraft rotierend angetrieben ist,
daß eine Ausgangswelle (28; 141) im Gehäuse (21; 115) angeordnet ist,
daß zwischen dem Gehäuse (21; 115) und der Ausgangswelle (28; 141) erste und zweite Planetenradgetriebe (22 L, R; 121 L, R) angeordnet sind,
daß die ersten und zweiten Planetenradgetriebe (22 L, R; 121 L, R) auf der Innenfläche des Gehäuses (21; 115) befestigte erste und zweite Hohlräder (23 L, R; 122 L, R) aufweisen,
daß den ersten und zweiten Hohlrädern (23 L, R; 122 L, R) erste und zweite Sonnenräder (27 L, R; 124 L, R) zugeordnet sind,
daß erste und zweite Planetenräder (24 L, R; 123 L, R) vorgesehen sind, die in das erste Hohlrad (23 R; 122 R) und das erste Sonnenrad (27 R; 124 R) bzw. das zweite Hohlrad (23 L; 122 L) und das zweite Sonnenrad (27 L; 124 L) kämmend eingreifen und um ihre eigenen Achsen und die Hohlräder (23 L, R; 122 L, R) drehbar sind,
daß ein Planetenradträger (26; 131) mit der Ausgangswelle (28; 141) verbunden ist,
daß die ersten und zweiten Planetenräder (24 L, R; 123 L, R) drehbar auf dem Planetenradträger (26; 131) gehalten sind,
daß die ersten und zweiten Planetenradgetriebe (22 L, R; 121 L, R) unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse haben, von denen das eine Übersetzungsverhältnis so ausgewählt ist, daß sich die hinteren Antriebsräder (9 L, R; 109 L, R) schneller als die vorderen Antriebsräder (7 L, R; 105 L, R) drehen,
daß erste und zweite Kupplungen (29 L, R; 152 L, R) mit den ersten und zweiten Sonnenrädern (27 L, R; 124 L, R) so verbunden sind, daß sie selektiv an die ersten oder die zweiten Sonnenräder (27 L, R; 124 L, R) drehfest zu kuppeln sind, damit die ersten oder die Planetenradgetriebe (22 L, R; 121 L, R) die Antriebskraft übertragen können, und
daß ein Paar Kupplungen zur Übertragung variabler Drehmomente (31 L, R; 161 L, R) mit den Enden der Ausgangswelle (28; 141) verbunden ist.

2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kupplungen (29 L, R; 152 L, R) selektiv ein- und ausgerückt werden können.

3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes (22 L, R; 121 L, R) so gewählt ist, daß sich die vorderen (7 L, R; 105 L, R) und die hinteren (9 L, R; 109 L, R) Antriebsräder mit der gleichen Drehzahl drehen, und daß das Übersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes (22 L; 121 L) so gewählt ist, daß sich die hinteren Antriebsräder (9 L, R; 109 L, R) schneller als die vorderen Antriebsräder (7 L, R; 105 L, R) drehen.

4. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (152 L) selektiv ein- und ausgerückt werden kann, und daß in Reihe mit dieser Kupplung (152 L) eine Einwegkupplung (151 L) geschaltet ist, die das zweite Sonnenrad (124 L) nur dann mit der Kupplung (152 L) verbindet, wenn auf das zweite Sonnenrad (124 L) ein Drehmoment in einer Richtung ausgeübt wird, in der Antriebskraft von der Antriebseinheit (101) zu den hinteren Antriebsrädern (109 L, R) übertragen wird.

5. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (152 R) selektiv ein- und ausgerückt werden kann und parallel zu dieser Kupplung (152 R) eine Einwegkupplung (151 R) liegt, die das erste Sonnenrad (154 R) nur dann drehfest hält, wenn auf das erste Sonnenrad (124 R) ein Drehmoment in einer Richtung ausgeübt wird, in der Antriebskraft von den vorderen Antriebsrädern (105 L, R) auf die hinteren Antriebsräder (109 L, R) übertragen wird.

6. Kraftübertragungseinrichtung mit einem Kraftübertragungsweg zwischen einer Antriebseinheit (101; 201) eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb und dessen hinteren Antriebsrädern (109 L, R, 213 L, R) dadurch gekennzeichnet,
daß ein erstes Planetenradgetriebe (121 R, 253 R) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen ist, das die Drehzahl der vorderen Antriebsräder (105 L, R; 205 L, R) im wesentlichen gleich der Drehzahl der hinteren Antriebsräder (109 L, R; 213 L, R) hält,
daß ein zweites Planetenradgetriebe (121 L; 253 L) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen ist, das die Drehzahl der hinteren Antriebsräder (109 L, R; 213 L, R) höher als die Drehzahl der vorderen Antriebsräder (105 L, R; 205 L, R) hält,
daß erste und zweite Kupplungen (152 L, R; 258, 259) mit den ersten und zweiten Planetenradgetrieben (121 L, R; 253 L, R) so verbunden sind, daß die ersten und zweiten Planetenradgetriebe (121 L, R; 253 L, R) selektiv in- und außer Eingriff gebracht werden können,
daß die zweite Kupplung (152 L; 258) selektiv ein- und ausgekuppelt werden kann,
daß eine Einwegkupplung (151 L) mit dieser zweiten Kupplung (152 L; 258) in Reihe liegt, um das zweite Sonnenrad (124 L; 256 L) mit dem zweiten Planetenradgetriebe (121 L; 253 L) zu verbinden, so daß die Antriebskraft von der Antriebseinheit (101; 201) nur zu den hinteren Antriebsrädern (109 L, R; 213 L, R) übertragen werden kann.

7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (259) eine Einwegkupplung (259) ist, die dem ersten Planetenradgetriebe (253 R) eine Übertragung eines Drehmoments von den vorderen Antriebsrädern (205 L, R) nur zu den hinteren Antriebsrädern (213 L, R) erlaubt.

8. Kraftübertragungseinrichtung mit einem Kraftübertragungsweg zwischen einer Antriebseinheit (1; 101; 201) eines Motorfahrzeugs mit Vierradantrieb und dessen hinteren Antriebsrädern (9 L, R; 109 L, R; 213 L, R), dadurch gekennzeichnet,
daß ein erstes Planetenradgetriebe (22 R; 121 R; 253 R) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen ist, das die Drehzahl der vorderen Antriebsräder (7 L, R; 105 L, R; 205 L, R) im wesentlichen gleich der Drehzahl der hinteren Antriebsräder (9 L, R; 109 L, R; 213 L, R) hält,
daß ein zweites Planetenradgetriebe (22 L; 121 L; 253 L) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen ist, das die Drehzahl der hinteren Antriebsräder (9 L, R; 109 L, R; 213 L, R) größer als die der vorderen Antriebsräder (7 L, R; 105 L, R; 205 L, R) hält,
daß erste und zweite Kupplungen (29 L, R; 152 L, R; 258, 259) so mit den ersten und zweiten Planetenradgetrieben (22 L, R; 121 L, R; 253 L, R) verbunden sind, daß die ersten und zweiten Planetenradgetriebe (22 L, R; 121 L, R; 253 L, R) selektiv ein- und außer Betrieb genommen werden können,
daß die erste Kupplung (29 R; 152 R; 259) mit einer Einwegkupplung (151 R; 259) versehen ist, die dem ersten Planetenradgetriebe (22 R; 121 R; 253) eine Drehmomentübertragung nur von den vorderen Antriebsrädern (9 L, R; 105 L, R; 205 L, R) zu den hinteren Antriebsrädern (9 L, R; 109 L, R; 213 L, R) erlaubt und
daß die zweite Kupplung (29 L; 152 L; 258) selektiv ein- und ausgerückt werden kann.