DE19747751A1 - Vorrichtung zum Umschalten zwischen Zwei- und Vierradantrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen einem Zwei- und Vierradantrieb für ein vierrädriges Kraftfahrzeug, und insbesondere eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierrad­ antrieb mit der Möglichkeit, den Erfolg des Umschaltens oder die Störung hierbei für einen Freilaufmechanismus in einen ver­ riegelten Zustand ohne eine Einrichtung zum Ermitteln freier und verriegelter Zustände des Freilaufmechanismus zu ermitteln, das direkt in dem Freilaufmechanismus angeordnet ist, wodurch eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen einem Zweirad- und Vierradantrieb mit weniger Bauteilen und geringeren Kosten erzielbar ist, und wodurch diese Vorrichtung dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein erfolgreiches Umschalten in den Vierrad­ antrieb mitteilen kann.

Bei bestimmten Kraftfahrzeugen ist der Verbrennungsmotor mit einem Getriebe bzw. einer Transmission verbunden, von welchem bzw. welcher Antriebskraft zu einem Übertragungsmechanismus geliefert wird, der daraufhin die Antriebskraft zu den Vorder- und Hinterrädern zuführt. Bei derartigen Fahrzeugen ist eine Antriebsumschaltvorrichtung dem Übertragungsmechanismus zuge­ ordnet und unterbricht die Antriebskraft, die entweder den Vor­ der- oder Hinterrädern zugeführt werden soll, wodurch das Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb bereitgestellt wird.

Ein weiterer Typ eines Fahrzeugs ist in Fig. 9 dargestellt, in welcher die Bezugsziffern 302 das Fahrzeug, 304 die Vorderräder und 306 die Hinterräder bezeichnen. Das Fahrzeug 302 umfaßt einen Verbrennungsmotor 308, der in ihm angeordnet und mit einem Getriebe 310 verbunden ist. Das Getriebe 310 ist mit dem Übertragungsmechanismus 312 verbunden.

Der Übertragungsmechanismus 312 veranlaßt die vom Motor 308 empfangene Antriebskraft, durch das Getriebe 310 der Vorder­ antriebswelle 314 und der Hinterradantriebswelle 316 verteilt zugeführt zu werden. Ein Vorderraddifferentialmechanismus 318 und ein Hinterraddifferentialmechanismus 320 ermöglicht es, daß die verteilte Antriebskraft jeweils zu den Vorderrädern 304 und Hinterrädern 306 durch Vorderradachsen 322 und Hinterradachsen 324 übertragen wird.

Das Fahrzeug 302 ist mit einer Vorrichtung 326 zum Umschalten zwischen dem Zweirad- und Vierradantrieb versehen. Diese Vor­ richtung 326 weist einen Mechanismus 328 zum Umschalten zwi­ schen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb auf, der in dem Übertragungsmechanismus 312 angeordnet ist. Dieser Mechanismus 328 weist einen Übertragungsschalthebel 330 auf. Der Hebel 330 wird geschaltet bzw. verschoben, um die Antriebskraft zu unter­ brechen, die entweder zu den Vorderrädern 304 oder den Hinter­ rädern 306 geliefert werden soll, wodurch ein Umschalten zwi­ schen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb des Antriebs­ zugs bereitgestellt wird. Der Mechanismus 328, der in Fig. 9 gezeigt ist, unterbricht die Antriebskraft, die durch die Über­ tragung 312 den Vorderrädern 304 zugeführt werden soll, wodurch eine Umschaltung zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierrad­ antrieb bereitgestellt wird.

Außerdem ist die Vorrichtung 326 zum Umschalten zwischen dem Zweirad- und Vierradantrieb mit Freilaufmechanismen 332 ver­ sehen, um den Laufwiderstand zu verringern, der auftritt, wenn der Mechanismus 328 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb umschaltet, da die Antriebswelle 314 und der Differentialmechanismus 318 gedreht werden, während beide von diesen sich in nicht-angetriebenem Zustand befinden, wenn der Zweiradantrieb vorliegt. Der Frei­ laufmechanismus 332, der in Fig. 9 gezeigt ist, ist in den rechten und linken Vorderrädern 304 angeordnet.

Beim Umschalten in den Zweiradantrieb werden die Freilaufmecha­ nismen 332 in einen Freilaufzustand derart gebracht, daß beide Vorderräder 304 von den Vorderradachsen 322 antriebsmäßig aus­ gerückt werden. Infolge davon werden die Antriebswelle 314 und der Differentialmechanismus 318 unabhängig von den Vorderrädern 304 gedreht und letztere werden dadurch daran gehindert, einen unnötigen Laufwiderstand zu erzeugen.

Beim Umschalten in den Vierradantrieb werden außerdem die Frei­ laufmechanismen 332 in einen verriegelten Zustand eingestellt, um beide Vorderräder 304 mit den Vorderachsen 322 zu verbinden. Infolge davon wird die durch die Antriebswelle 314 zu übertra­ gende Antriebskraft zu den Vorderrädern 304 durch den Differen­ tialmechanismus 318 und die Vorderachsen 322 übertragen.

Eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 4-66731 offenbart. Die Vorrichtung gemäß dieser Druckschrift weist eine Übertragungs­ kupplung auf, die zwischen dem Motor und einem von jeweiligen Differentialmechanismen für die Vorder- und Hinterräder ange­ ordnet ist, und außerdem eine Freilaufkupplung, die zwischen einem der vorstehend genannten Differentialmechanismen und den mit diesen verbundenen Rädern angeordnet ist. Bei dieser Vor­ richtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb wird die Freilaufkupplung in Richtung auf eine verriegelte Position auf Grundlage eines Ermittlungssignals bewegt, das durch einen Sensor erzeugt wird. Der Sensor ermit­ telt eine Verschiebung der Übertragungskupplung in Richtung auf die verriegelte Position. Auf diese Weise wird die Verschiebung bzw. das Umschalten vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb bereitgestellt. Die Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb ist dadurch gekennzeich­ net, daß zum Verriegeln der Freilaufkupplung, bevor eine Buchse zum Trennen der Übertragungskupplung in Eingriff mit einem kupplungsangetriebenen Zahnrad gelangt, der Sensor derart posi­ tioniert ist, daß die Verschiebung der Buchse in Richtung auf die Verriegelungsposition ermittelt wird, woraufhin das Ermitt­ lungssignal erzeugt wird, bevor diese Buchse eine Position erreicht, in welcher die Buchse den Eingriff mit dem kupplungs­ angetriebenen Zahnrad einleitet.

Ein Problem bei herkömmlichen Typen von Vorrichtungen zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb besteht jedoch darin, daß ein Fahrzeug vorübergehend gestoppt werden muß, um zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierrad­ antrieb umzuschalten. Für manuell betätigte Freilaufmechanismen muß der Fahrer des Fahrzeugs außerdem aus dem Fahrzeug ausstei­ gen, um die Freilaufmechanismen zwischen einem freien Zustand und einem verriegelten Zustand umzuschalten. Selbst bei automa­ tisch betätigten Freilaufmechanismen muß das Fahrzeug, wenn das Umschalten vom Vierradantrieb in den Zweiradantrieb auftritt bzw. vorgenommen werden muß, in Rückwärtsrichtung bewegt wer­ den, um die Freilaufmechanismen aus dem verriegelten Zustand in den freien Zustand umzuschalten.

Bei derartigen herkömmlichen Vorrichtungen mangelt es dem auto­ matisch betätigten Freilaufmechanismus typischerweise an einer Einrichtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände, da Raum nur begrenzt zur Verfügung steht. Lediglich das erwünschte Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vier­ radantrieb wird ermittelt und eine Anzeigeeinrichtung zeigt den Erfolg beim Umschalten in den Vierradantriebszustand.

Ein weiteres Problem tritt infolge davon bei der vorstehend erläuterten Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb auf, der keine Einrichtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände des Freilauf­ mechanismus aufweist. Das heißt, wenn die vorstehend genannte Vorrichtung betätigt wird, um in den Vierradantrieb umzuschal­ ten, ist es unmöglich, dem Fahrer des Fahrzeugs mitzuteilen, ob die Freilaufmechanismen in den verriegelten Zustand geschaltet sind oder nicht, um damit anzuzeigen, daß das Umschalten in den Vierradantrieb ausgehend tatsächlich aufgetreten ist. Ein wei­ teres Problem besteht darin, daß selbst dann, wenn die Frei­ laufmechanismen nicht in den verriegelten Zustand umschalten, und zwar infolge einer beliebigen Ursache, die Anzeigeeinrich­ tung irrtümlicherweise zeigt, daß der Vierradantrieb sich nun­ mehr in Betrieb befindet bzw. aktiv ist.

Ein noch weiteres Problem bei den herkömmlichen Arten der Vor­ richtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb besteht darin, daß dann, wenn die Einrichtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände der Frei­ laufmechanismen direkt in den Freilaufmechanismen vorgesehen sind, eine deutliche Erhöhung der Anzahl an Bauteilen, der Kosten und der Arbeitsstunden auftritt, sowie Beschränkungen bezüglich der Auslegung aufgrund des zur Verfügung stehenden begrenzten Raums. Dies ist deshalb der Fall, weil eine der­ artige Gegenmaßnahme zur Hinzufügung einer speziellen Ermitt­ lungseinrichtung für die Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb verursacht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vor­ stehend genannten Probleme zu überwinden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Gegenstand der Erfindung bildet demnach eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb eines Fahrzeugs, aufweisend einen Übertragungsmechanismus zum Verteilen von Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor zu den Vorder- und Hinterrädern, einen Mechanismus zum Umschalten zwi­ schen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, indem die zu den Rädern durch den Überführungsmechanismus zu liefernde Antriebskraft unterbrochen wird, um ein Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb zu ermöglichen, wobei der Mechanismus zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb eine Umschaltermittlungseinrichtung zum Ermit­ teln des Umschaltens zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vier­ radantrieb aufweist, eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Umschaltvorgangs, einen Freilaufmechanismus, der entweder im Vorderraddifferentialmechanismus in der Nähe der Vorderräder oder dem Hinterraddifferentialmechanismus in der Nähe der Hin­ terräder angeordnet ist, ein Betätigungsorgan zum Umschalten des Freilaufmechanismus zwischen einem Freilaufzustand und einem verriegelten Zustand, eine Druckpumpe zum Zuführen von Arbeitsdruck zu dem Betätigungsorgan, eine Druckermittlungs­ einrichtung zum Ermitteln des dem Betätigungsorgan zugeführten Arbeitsdrucks, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Druckpumpe, um dem Betätigungsorgan den Arbeitsdruck zuzufüh­ ren, wenn die Umschaltermittlungseinrichtung das Umschalten in den Vierradantrieb ermittelt, wobei die Steuereinrichtung außerdem das Deaktivieren der Druckpumpe und das Betätigen der Anzeigeeinrichtung steuert, um ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb anzuzeigen, wenn die Druckermittlungsein­ richtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck einen vorbestimmten Druck erreicht hat, bei welchem das Umschalten des Freilauf­ mechanismus in dem verriegelten Zustand beendet ist, wobei dann, wenn die Druckermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck nicht den vorbestimmten Druck erzielt hat, selbst dann, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem die Druckpumpe angetrieben wird, die Steuereinrichtung eine Steue­ rung ausführt, um die Anzeigeeinrichtung zu betätigen, um eine Störung des Umschaltens des Freilaufmechanismus in den verrie­ gelten Zustand anzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb weist den Mechanismus zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb vorgesehen in dem Übertragungsmechanismus auf, der es erlaubt, daß die Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor zugeführt und zu den vorderen und hinteren Rädern verteilt wird. Außerdem ist die Vorrichtung versehen mit einer Umschaltermittlungseinrich­ tung zum Ermitteln des Umschaltens zwischen den Zweirad- und Vierradantriebszuständen, der Anzeigeeinrichtung zum Zeigen bzw. Darstellen des Erfolgs dieses Umschaltvorgangs; dem Frei­ laufmechanismus entweder im Vorderrad- oder Hinterraddifferen­ tialmechanismus, dem Betätigungsorgan zum Verschieben bzw. Umschalten des Freilaufmechanismus, der Druckpumpe zum Zuführen von Arbeitsdruck zu dem Betätigungsorgan, der Druckermittlungs­ einrichtung zum Ermitteln des Arbeitsdrucks, der dem Betäti­ gungsorgan zugeführt wird, und der Steuereinrichtung zum Steu­ ern der Druckpumpe, um die Druckpumpe zu betätigen und den Arbeitsdruck dem Betätigungsorgan zuzuführen, wenn die Umschaltermittlungseinrichtung ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb ermittelt. Die Steuereinrichtung steuert außerdem die Pumpe derart, daß die Druckpumpe deaktiviert wird und die Anzeigeeinrichtung betätigt wird, um einen Erfolg beim Umschalten in den Vierradantriebszustand anzuzeigen, wenn die Druckermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck einen vorbestimmten Druck erreicht hat, bei welchem das Umschalten des Freilaufmechanismus in den verriegelten Zustand beendet ist.

Unter Verwendung des Ermittlungssignals von der Druckermitt­ lungseinrichtung kann infolge davon die Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb indirekt einen Erfolg beim Umschalten des Freilaufmechanismus in den verriegelten Zustand ohne eine Einrichtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände des Freilaufmechanismus ermitteln, der direkt in dem Freilaufmechanismus angeordnet ist.

Wenn außerdem bei der Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb die Druckermittlungsein­ richtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck einen vorbestimmten Druck nicht erreicht hat, führt die Steuereinrichtung selbst dann, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft, nachdem die Druck­ pumpe betätigt ist, eine Steuerung so aus, daß die Anzeigeein­ richtung betätigt wird, um anzuzeigen, daß der Freilaufmecha­ nismus das Umschalten in den verriegelten Zustand nicht bewirkt hat.

Unter Verwendung des Ermittlungssignals von der Druckermitt­ lungseinrichtung vermag die Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb eine Störung beim Umschalten des Freilaufmechanismus in den verriegelten Zustand zu ermitteln, und zwar ohne eine Einrichtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände der Freilaufmechanismen, die direkt in dem Freilaufmechanismus angeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Vorderraddifferential­ mechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Übertragungsmechanismus,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Mechanismus zum Umschal­ ten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb im Zustand beim Umschalten in den Zweiradantrieb,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Mechanismus zum Umschal­ ten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb im Zustand beim Umschalten in den Vierradantrieb,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Vorderraddifferentialmecha­ nismus, bei welchem ein Freilaufmechanismus in den Freilauf­ zustand geschaltet ist,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Vorderradantriebsdifferen­ tialmechanismus, bei welchem der Freilaufmechanismus in einen verriegelten Zustand geschaltet ist,

Fig. 7 ein Steuerflußdiagramm,

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, in welchem eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb angeordnet ist, und

Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, in welchem eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb gemäß dem Stand der Technik angeordnet ist.

Fig. 9 ist einleitend zum Stand der Technik bereits erläutert worden. Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von Fig. 1 bis 8 näher erläutert.

In Fig. 8 bezeichnet Bezugsziffer 2 ein Fahrzeug, 4 Vorderräder und 6 Hinterräder. Das Fahrzeug weist einen Verbrennungsmotor 8 auf, der darin angeordnet und mit einer Transmission bzw. einem Getriebe 10 verbunden ist. Das Getriebe 10 ist mit einem Kraftübertragungsmechanismus 12 verbunden.

Der Übertragungsmechanismus 12 empfängt eine Antriebskraft von dem Motor 8 durch das Getriebe 10 und führt die Antriebskraft verteilt auf einer Vorderradantriebswelle 14 und einer Hinter­ radantriebswelle 16 zu. Ein Vorderraddifferentialmechanismus 18 und ein Hinterraddifferentialmechanismus 20 sorgen dafür, daß die verteilte Antriebskraft auf die Vorderräder 4 und die Hin­ terräder 6 durch Vorderradachsen 22 und Hinterradachsen 24 übertragen wird.

In Fig. 2 ist der Übertragungsmechanismus 12 gezeigt, bei wel­ chem folgendes in einem Übertragungsgehäuse 26 angeordnet ist:
eine Eingangswelle 28, eine Gegenwelle 30, eine Vorwärtsaus­ gangswelle bzw. vordere Ausgangswelle 32 und eine Rückwärtsaus­ gangswelle bzw. rückwärtige Ausgangswelle 34.

Die Eingangswelle 28 ist drehbar auf bzw. an dem Übertragungs­ gehäuse 26 mittels eines Eingangslagers 36 getragen bzw. gela­ gert. Die Gegenwelle 30 ist parallel zu der Eingangswelle 28 angeordnet und auf bzw. an dem Übertragungsgehäuse 26 fix bzw. stationär positioniert.

Die rückwärtige Ausgangswelle 34 ist in Reihe zu der Eingangs­ welle 28 angeordnet. Ein Vorderende der Ausgangswelle 34 ist drehbar auf bzw. an einem rückwärtigen Ende der Eingangswelle 28 mittels eines rückwärtigen ersten Lagers 38 drehbar getragen bzw. gelagert.

Ferner ist die Ausgangswelle 34 auf bzw. an dem Übertragungs­ gehäuse 26 mittels zweiter und dritter rückwärtiger Lager 40 und 42 getragen. Die rückwärtige Ausgangswelle 34 ist mit der hinteren Antriebswelle 16 durch ein rückwärtiges Verbindungs­ element 44 verbunden.

Die vordere Ausgangswelle 32 ist parallel zu der rückwärtigen Ausgangswelle 34 angeordnet und drehbar auf bzw. an dem Über­ tragungsgehäuse 26 mittels erster und zweiter vorderer Lager 46 und 48 getragen bzw. gelagert. Die vordere Ausgangswelle 34 ist mit der vorderen Antriebswelle 14 durch ein vorderes Verbin­ dungselement 50 verbunden.

Ein Getriebezug 52 zum Umschalten zwischen einer niedrigen und einer hohen Drehzahl ist zwischen der Eingangswelle 28, der Gegenwelle 30 und der rückwärtigen Ausgangswelle 34 angeordnet. Dieser Getriebezug weist ein Eingangszahnrad 54 auf, das starr auf der Eingangswelle 28 positioniert ist. Der Getriebezug 52 weist außerdem integral gebildet erste und zweite Gegenzahn­ räder 56 und 58 auf, die drehbar auf der Gegenwelle 30 mittels eines Gegenlagers 60 drehbar gelagert sind. Außerdem weist der Getriebezug 52 ein Ausgangszahnrad 62 auf, das auf der rückwär­ tigen Ausgangswelle 34 mittels eines Ausgangslagers 64 drehbar gelagert bzw. getragen ist.

Ein Mechanismus 66 zum Umschalten zwischen einer niedrigen und einer hohen Drehzahl ist zwischen dem hinteren Ende der Ein­ gangswelle 28 und einem vorderen Ende der rückwärtigen Aus­ gangswelle 34 angeordnet. Dieser Mechanismus 66 weist eine Nabe 68 zum Umschalten zwischen einer niedrigen und einer hohen Drehzahl auf, die auf der rückwärtigen Ausgangswelle 34 fest bzw. stationär angebracht ist, und eine Buchse 70 zum Umschal­ ten zwischen einer niedrigen und einer hohen Drehzahl, die auf der Nabe 68 in axial-beweglicher jedoch drehfesterweise vorge­ sehen ist.

Der Mechanismus 66 treibt die Buchse 70 im Eingriff mit dem Eingangszahnrad 54 an und verbindet daraufhin die rückwärtige Ausgangswelle 34 mit der Eingangswelle 28, wodurch die rückwär­ tige Ausgangswelle 34 in einen Hochgeschwindigkeitseingriff­ zustand bzw. Eingriffzustand bei hoher Drehzahl umgeschaltet wird. Der Mechanismus 66 bringt die Buchse 70 in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad 62 zur Verbindung mit der Buchse 70 und der rückwärtigen Ausgangswelle 34, während sie die rückwärtige Aus­ gangswelle 34 von der Eingangswelle 28 freigibt. Infolge davon wird die Ausgangswelle 34 in einen Niedriggeschwindigkeits­ zustand bzw. einen Eingriffzustand mit niedriger Drehzahl umge­ schaltet. Eine Welle 92 zum Umschalten zwischen einer niedrigen und einer hohen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit, die nachfolgend erläutert ist, veranlaßt die Buchse 70 dazu, die Schaltvorgänge bereit zustellen.

Die rückwärtige Ausgangswelle 34 weist ein Antriebskettenrad 72 auf, das darauf mittels eines Antriebslagers 74 drehbar getra­ gen bzw. gelagert ist. Die vordere Ausgangswelle 32 weist ein Antriebskettenrad 76 auf, das darauf fix bzw. stationär ange­ bracht ist. Eine Kette 78 befindet sich im Eingriff, d. h., geschoren zwischen den Kettenrädern 72 und 76. Dadurch werden die Kettenräder 72, 76 miteinander verbunden und damit die Aus­ gangswellen 32 und 34.

Das Fahrzeug 2 ist mit einer Vorrichtung 80 zum Umschalten zwi­ schen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb versehen. Diese Vorrichtung 80 weist einen synchronisierten Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb auf, der in dem Übertragungsmechanismus 12 auf der rückwärtigen Ausgangswelle 34 vorgesehen ist. Dieser Mechanismus 82 weist eine Nabe zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb auf, und sie ist auf der rückwärtigen Ausgangs­ welle 34 fix bzw. stationär angeordnet, eine Nabe 86 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, die auf der Nabe 84 in axial-beweglicher jedoch drehfester Weise angebracht ist, und einen Synchronisierring 88 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, welcher Ring auf dem Antriebskettenrad 72 vorgesehen ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, veranlaßt der Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb die Buchse 86 dazu, in Eingriff mit dem Kettenrad 72 zu gelan­ gen, um mit der Ausgangswelle 34 verbunden zu werden. Dieser Eingriff führt zu einem Umschalten in den Vierradantrieb, wodurch die Antriebskraft zu den Ausgangswellen 32 und 34 geliefert und verteilt wird. Andererseits veranlaßt der Mecha­ nismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, wie in Fig. 3 gezeigt, die Buchse 86 dazu, von dem Kettenrad 72 ausgerückt zu werden, um außer Verbindung mit der Ausgangswelle 34 zu gelangen. Dies führt zum Umschalten in den Zweiradantrieb, wodurch die Antriebskraft lediglich der rückwärtigen Ausgangswelle 34 zugeführt wird.

Ein Übertragungsschalthebel 90 ist schwenkbar auf dem Übertra­ gungsgehäuse 26 mit Hilfe einer konvexen und konkaven Konfigu­ ration darauf getragen. Der Hebel 90 befindet sich im selek­ tiven Eingriff mit der Welle 92 zum Umschalten zwischen der niedrigen und hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und einer Welle 94 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, von denen beide axial beweglich sind. Die Wel­ len 92 und 94 sind auf bzw. an dem Übertragungsgehäuse 26 in axial beweglicher Weise sowie parallel sowohl zur Eingangswelle 28 wie zur rückwärtigen Ausgangswelle 34 getragen bzw. gela­ gert.

Die Welle 92 zum Umschalten zwischen der niedrigen und hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl ist mit der Buchse 70 zum Um­ schalten zwischen der niedrigen und hohen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit durch eine Gabel 96 zum Umschalten zwischen einer hohen und einer niedrigen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl verbunden. Die Welle 94 zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb ist mit der Buchse 86 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb durch eine Gabel 98 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb verbunden.

Der Übertragungsschalthebel 90 wird in selektivem Eingriff mit der Welle 92 zum Umschalten zwischen einer niedrigen und einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl derart angetrieben, daß die Welle 92 axial bewegt wird, wodurch die Buchse 70 zum Umschal­ ten zwischen einer niedrigen und hohen Drehzahl bzw. Geschwin­ digkeit Umschaltaktionen zum Umschalten zwischen einem Hochge­ schwindigkeits- bzw. Drehzahleingriffzustand und einem Niedrig­ geschwindigkeits- bzw. Drehzahlzustand betätigt. Außerdem steht der Übertragungsschalthebel 90 selektiv im Eingriff mit der Welle zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vier­ radantrieb derart, daß die Welle 94 axial bewegt wird, wodurch die Buchse 86 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb Schaltaktionen zum Schalten zwischen den Zweiradantriebs- und Vierradantriebszuständen bereitstellt.

Die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb ist mit einem Umschaltermittlungsschal­ ter 100 mittels einer Schaltermittlungseinrichtung zum Ermit­ teln einer Schaltwirkung bzw. -aktion zwischen Zweiradantriebs- und Vierradantriebszuständen versehen, betätigt durch den Mechanismus zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb. Der Umschaltermittlungsschalter 100 ermittelt ein derartiges Umschalten, indem er in und außer Eingriff mit einer Eingriffvertiefung 102 gebracht wird. Die Vertiefung 102 ist auf der Welle 94 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb vorgesehen.

Die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb ist außerdem mit einem Indikator bzw. einer Anzeigeeinrichtung 104, wie etwa einer Lampe, mittels einer Anzeigeeinrichtung zum Darstellen des Umschaltvorgangs zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb versehen, veranlaßt durch den Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb. Die Anzeigeeinrichtung 104 ist auf einem (nicht gezeigten) Instrumentenbrett des Fahr­ zeugs 2 angeordnet.

Die Vorrichtung 80 weist einen Freilaufmechanismus 106 auf, der entweder mit dem Vorderraddifferentialmechanismus 18 in der Nähe der Vorderräder 4 oder dem Hinterraddifferentialmechanis­ mus 20 in der Nähe der Hinterräder 6 vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Freilaufmechanismus 106 bei dieser Aus­ führungsform in dem Vorraddifferentialmechanismus 18 vorge­ sehen.

Der Vorderraddifferentialmechanismus 18 weist eine Antriebs­ welle 110 auf, die auf einem Differentialträger 108 mittels erster/zweiter Antriebslager 112 und 114 drehbar getragen bzw. gelagert ist. Die Antriebswelle 110 ist mit einem Antriebswel­ lenverbindungsflansch 116 an einem Ende und einem Antriebsrit­ zel 120 am anderen Ende versehen. Der Flansch 116 ist darauf mittels einer Befestigungsmutter 118 angebracht und mit der Vorderradantriebswelle 14 verbunden.

Das Antriebsritzel 120 auf der Antriebswelle 110 steht im Ein­ griff mit einem Antriebszahnrad 122. Das Antriebszahnrad 122 ist auf bzw. an einem Differentialgehäuse 124 mittels eines Befestigungsbolzens 126 angebracht. Das Differentialgehäuse 124 weist einen Innengehäuseabschnitt 128, einen Außengehäuse­ abschnitt 130 und einen Außenabdeckungsabschnitt 132 auf.

Das Innengehäuse 128 ist drehbar in dem Außengehäuseabschnitt 130 angeordnet. Das Innengehäuse 128 hält eine Ritzelwelle 134, auf welcher ein Differentialritzel 136 drehbar getragen bzw. gelagert ist. Das Differentialritzel 136 kämmt mit den Diffe­ rentialseitenzahnrädern 138 auf seinen linken und rechten Sei­ ten.

Zusammen mit dem Antriebszahnrad 122 ist der Außenabdeckungs­ abschnitt 132 auf dem Außengehäuseabschnitt 130 mittels eines Befestigungsbolzens 126 angebracht. Der Außengehäuseabschnitt 130 ist in relativ beweglicher Weise in bezug auf den Innen­ gehäuseabschnitt 128 positioniert. Der Außengehäuseabschnitt 130 und der Außenabdeckungsabschnitt 132 sind drehbar auf bzw. an dem Differentialträger 108 mittels erster und zweiter Diffe­ rentiallager 140 getragen bzw. gelagert. Die vorstehend genann­ ten Differentialseitenzahnräder 138 sind mit jeweiligen Innenendabschnitten der Vorderradachsen 22 verbunden.

Der Freilaufmechanismus 106 weist einen innenseitigen Mitnehmer 142 auf, der an dem Innengehäuseabschnitt 128 angeordnet ist, ein außenseitiges Mitnehmerelement 144, das innerhalb des Außengehäuseabschnitts 130 angeordnet ist, und einen außensei­ tigen Mitnehmer 146, der auf dem außenseitigen Mitnehmerelement 144 vorgesehen ist. Der innenseitige Mitnehmer 142 ist in eine Richtung der Vorderradachse 22 auf der linken Seite gerichtet und hat Ringform. Das Mitnehmerelement 144 hat Ringform und ist so angeordnet, daß es dem innenseitigen Mitnehmer 142 gegen­ überliegt bzw. zu diesem weist. Der außenseitige Mitnehmer 146 hat Ringform und ist außerdem dazu ausgelegt, in und außer Ein­ griff mit dem innenseitigen Mitnehmer 142 zu gelangen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, befindet sich der Freilaufmechanismus 106 im Freilaufzustand bzw. im freien Zustand, wenn der außen­ seitige Mitnehmer 146 außer Eingriff mit dem innenseitigen Mit­ nehmer 142 steht. Dabei wird der Differentialmechanismus 18 durch den Innengehäuseabschnitt 128 deaktiviert, und der Außen­ gehäuseabschnitt 130 ist relativ drehbar gemacht. Die Vorder­ radantriebswelle 14 und der Vorderraddifferentialmechanismus 18 sind dadurch frei drehbar relativ zu den Vorderrädern 4, um einen nutzlosen Laufwiderstand zu verhindern.

Wie in Fig. 6 gezeigt, nimmt der Freilaufmechanismus 106 einen verriegelten Zustand ein, wenn der außenseitige Mitnehmer 146 sich im Eingriff mit dem innenseitigen Mitnehmer 142 befindet. Dadurch wird der Vorderraddifferentialmechanismus 18 durch den Innengehäuseabschnitt 128 aktiviert, wobei der Außengehäuse­ abschnitt 130 und der Außenabdeckungsabschnitt 132 miteinander verbunden sind. Infolge davon wird die zu der Welle 14 übertra­ gene Antriebskraft zu den Vorderrädern 4 sowohl durch den Dif­ ferentialmechanismus 18 wie die Vorderachsen 22 übertragen.

Das außenseitige Mitnehmerelement 144 ist mit Vorsprüngen bzw. Verlängerungen 150 versehen, die sich auswärts durch ein Durch­ gangsloch 148 des Außengehäuseabschnitts 130 erstrecken. Eine geeignete Anzahl an Vorsprüngen 150 sind so vorgesehen, daß sie auswärts ausgehend vom Außengehäuseabschnitt 130 vorstehen. Die Vorsprünge 150 sind außerdem mit einem Betätigungsorgan 152 verbunden. Das Betätigungsorgan 152 veranlaßt den Freilauf­ mechanismus 106 dazu, zwischen den freien bzw. freilaufenden und verriegelten Zuständen umgeschaltet zu werden.

Das Betätigungsorgan 152 weist ein ringförmiges, gasdichtes flexibles Element 158 auf, das zwischen ringförmigen ersten und zweiten Elementen 154 und 156 gehalten ist, wodurch eine Druck­ kammer 160 festgelegt ist. Das Betätigungsorgan 152 weist das erste Element 154 auf, das auf dem Differentialträger 108 mit­ tels eines Montage- bzw. Befestigungselements 162 angebracht ist. Das flexible Element 158 weist ein Tragelement 164 auf, das innerhalb der Druckkammer 160 angeordnet ist, und ein Antriebselement 166, das außerhalb der Kammer 160 angeordnet ist. Das Antriebselement 166 ist mit vorstehend genanntem Vor­ sprung 150 durch ein Verbindungselement 168 verbunden.

Die Druckkammer 160 ist mit einer Druckpumpe 172 zum Zuführen von Arbeitsdruck zu dieser durch einen Druckdurchlaß 170 ver­ bunden. Die Druckpumpe kann eine herkömmliche pneumatische Pumpe sein. Die Druckpumpe 172 wird durch einen Pumpenmotor 174 angetrieben und Druckluft wird der Druckkammer 160 durch den Durchlaß 170 mittels Arbeitsdruck zugeführt. Ein Druckschalter 176 ist vorgesehen, um den Arbeitsdruck "P" zu ermitteln, der der Kammer 160 durch den Durchlaß 170 zugeführt wird. Der Druckschalter 176 kann an einer Stelle entlang dem Druckdurch­ laß 170 zwischen der Pumpe 172 und dem Betätigungsorgan 152 vorgesehen sein. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann der Druckermitt­ lungsschalter 176 jedoch an der Druckpumpe 172 angebracht sein.

Der Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb weist eine Steuereinrichtung 178 auf, die verbunden ist mit: dem Umschaltermittlungsschalter 100 zum Ermitteln des Umschaltens zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, veranlaßt durch den Mechanismus 82 zum Umschal­ ten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, die Anzeigeeinrichtung 104 zum Anzeigen des vorausgehenden Umschaltvorgangs, dem Pumpenmotor 174 zum Antreiben der Druck­ pumpe 172 und dem Druckschalter 176 zum Ermitteln des Arbeits­ drucks "P", welcher der Druckkammer 160 des Betätigungsorgans 152 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung 178 kann eine elek­ tronische Einrichtung sein, die dazu ausgelegt ist, die erfor­ derlichen Steuerschritte und Entscheidungen durchzuführen.

Wenn der Umschaltermittlungsschalter 100 ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb ermittelt, stellt die Steuer­ einrichtung 178 ein Steuersignal bereit, um die Druckpumpe 172 zu betätigen und Arbeitsdruck "P" der Druckkammer 160 des Betä­ tigungsorgans 152 zuzuführen. Außerdem ermittelt der Druck­ schalter 176, daß der Arbeitsdruck einen vorbestimmten Druck "Ps" erzielt hat, bei welchem das Umschalten des Freilaufmecha­ nismus 106 in den verriegelten Zustand beendet ist. Die Steuer­ einrichtung 178 führt daraufhin ein Steuersignal aus, um die Druckpumpe 172 zu deaktivieren und die Anzeigeeinrichtung 104 zu betätigen, um ein erfolgreiches Umschalten in den Vierrad­ antrieb darzustellen bzw. anzuzeigen.

Wenn der Druckschalter 176 ermittelt, daß der Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" nicht erreicht hat, und zwar selbst dann, wenn eine vorbestimmte Zeit "t" abgelaufen ist, nachdem die Druckpumpe 172 betätigt wurde, führt die Steuerein­ richtung 178 ein Steuersignal aus, um die Anzeigeeinrichtung 104 zu betätigen, daß diese anzeigt, daß der Freilaufmechanis­ mus 106 nicht erfolgreich war, in den verriegelten Zustand umzuschalten.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung wird nunmehr kurz erläutert. Die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb in dem Fahr­ zeug weist den synchronisierten Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb angeordnet in dem Übertragungsmechanismus 12 auf, und den Freilaufmecha­ nismus 106, der in dem Vorderraddifferentialmechanismus 18 positioniert ist.

Der Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb verbindet das Antriebskettenrad 72 mit der rückwärtigen Ausgangswelle 34, wodurch ein Umschalten in den Vierradantrieb erfolgt. Infolge davon wird die Antriebs­ kraft sowohl den vorderen wie den hinteren Ausgangswellen 32 und 34 auf diese verteilt zugeführt. Außerdem gibt der Mecha­ nismus 82 das Antriebskettenrad 72 von der rückwärtigen Aus­ gangswelle 32 frei, wodurch in den Zweiradantrieb umgeschaltet wird. Infolge davon wird die Antriebskraft lediglich zu der rückwärtigen Ausgangswelle 34 in diesem Zustand geliefert.

Wenn der Zweiradantrieb aktiv ist, wird die Antriebskraft von dem Motor 2 von der rückwärtigen Ausgangswelle 34 zu dem rück­ wärtigen Differentialmechanismus 20 durch die Hinterrad­ antriebswelle 16 übertragen, wodurch die Hinterräder 6 durch die Hinterradachsen 24 angetrieben werden. Keinerlei Antriebs­ kraft wird zu der vorderen Ausgangswelle 34 übertragen. Die vordere Ausgangswelle 34, die Vorderradantriebswelle 14 und der Vorderraddifferentialmechanismus 18 befinden sich dadurch in Ruhe.

Um einen Vierradantrieb bereitzustellen, während das Fahrzeug 2 im Zweiradantrieb fährt, wird der Übertragungsumschalthebel 90 manuell bewegt, um die Welle 94 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb axial zu bewegen. Darauf­ hin werden die Buchse 86 und der Ring 88 jeweils zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb betrieben, um das Antriebskettenrad 72 in einem Leerlaufzustand in bezug auf die umlaufende Ausgangswelle 32 zu versetzen. Die Drehung des Antriebskettenrads 72 wird stufenweise beschleunigt, um der Drehzahl der rückwärtigen Ausgangswelle 34 zu entsprechen.

Wenn sie mit der Drehzahl der Ausgangswelle 34 synchronisiert ist, wird das Kettenrad 72 mit der Ausgangswelle 34 verbunden. Das derart mit der rückwärtigen Ausgangswelle 34 verbundene Kettenrad 72 überträgt die Antriebskraft zu der vorderen Aus­ gangswelle 32, der Vorderradantriebswelle 14 und dem Vorderrad­ differentialmechanismus 18 durch das Antriebskettenrad 76 mit­ tels der Kette 78. Infolge davon werden die Wellen 32, 14 und der Differentialmechanismus 18 mit einer Drehzahl entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit in Drehung versetzt.

Wenn ausgehend vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb umge­ schaltet wird, erhöht der synchronisierende Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb zunächst die Drehzahl der Antriebswelle 14 und des Differen­ tialmechanismus 18 auf einen Pegel entsprechend der Fahrzeug­ geschwindigkeit, bevor er ein Umschalten in den Vierradantrieb gestattet. Infolge davon muß das Fahrzeug 2 nicht mehr vorüber­ gehend gestoppt werden, was die Umschaltvorgänge erleichtert. In dieser Verbindung können der Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb denselben Synchronisiermechanismus aufweisen, als derjenige, der zum Gangschalten im Getriebe verwendet wird.

Es wird bemerkt, daß der Freilaufmechanismus 106 in dem Vorder­ raddifferentialmechanismus 18 angeordnet ist. Wenn der Zweirad­ antrieb aktiv ist, wird der Freilaufmechanismus 106 in einem Freilaufzustand gehalten, da der außenseitige Mitnehmer 146 aus dem innenseitigen Mitnehmer 142 ausgerückt ist, weil das außen­ seitige Mitnehmerelement 144 durch Freigabe des Drucks von der Druckkammer 160 des Betätigungsorgans 152 rückgezogen ist. Wäh­ rend der Freilaufmechanismus 106 sich im Freilaufzustand befin­ det, befinden sich die Antriebswelle 110 und das Antriebszahn­ rad 122 des Differentialmechanismus 18 ebenso wie der Außen­ gehäuseabschnitt 130 und der Außenabdeckungsabschnitt 132 des Differentialgehäuses 124 in Ruhe. Eine Drehung von den Vorder­ rädern 4 erteilt jeweilige Drehungen an die Vorderradachsen 22, den Innengehäuseabschnitt 128, die Ritzelwelle 134, das Diffe­ rentialritzel 136 und das Differentialseitenzahnrad 138.

Um in den Vierradantrieb umzuschalten, während das Fahrzeug 2 im Zweiradantrieb fährt, wird der Übertragungsumschalthebel 90 bewegt, um die Welle 94 zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb axial zu bewegen. Daraufhin wird das EIN-Signal von dem Umschaltermittlungsschalter 100 in die Steuereinrichtung 178 eingespeist. Die Steuereinrichtung 178 schaltet den Pumpenmotor 174, um die Druckpumpe 172 zu betäti­ gen, wodurch Arbeitsdruck "P" der Druckkammer 160 des Betäti­ gungsorgans 152 zugeführt wird.

In dem Betätigungsorgan 152 expandiert der Arbeitsdruck "P", der auf die Druckkammer 160 wirkt, das flexible Element 158 lenkt bzw. erweitert dieses aus. Infolge davon belastet das Antriebselement 166 den Vorsprung 150 des außenseitigen Mitneh­ merelements 144, wodurch der außenseitige Mitnehmer 146 in den innenseitigen Mitnehmer 142 eingreift, und der Freilaufmecha­ nismus 106 in den verriegelten Zustand umgeschaltet wird.

Wenn bei der Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zwei­ radantrieb und dem Vierradantrieb der vorstehend genannte Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" erreicht, wird ein EIN-Signal in die Steuereinrichtung 178 eingespeist. Die Steuereinrichtung 178 schaltet den Pumpenmotor 174 aus, um die Druckpumpe 172 auszuschalten, und außerdem schaltet sie die Anzeigeeinrichtung 104 ein, um anzuzeigen, daß der Vierrad­ antrieb nunmehr aktiv ist.

Die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb schaltet damit den Freilaufmechanismus 106 zwischen freien und verriegelten Zuständen in Übereinstim­ mung mit dem Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb um. Dadurch wird vermieden, daß der Fahrer aus dem Fahrzeug aussteigen und die erforderlichen Umschaltvorgänge ausführen muß. Außerdem kann die Antriebskraft zu den Vorder­ rädern 4 ohne die Notwendigkeit fortgesetzt oder unterbrochen werden, das Fahrzeug 2 rückwärts zu bewegen.

Die Steuerschritte gemäß der Vorrichtung 80 werden nunmehr in bezug auf Fig. 7 erläutert.

Wenn der Überführungsschalthebel 90 betätigt wird, um vom Zwei­ radantrieb in den Vierradantrieb mittels des Mechanismus 82 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb umzuschalten (Schritt 200), wird der Umschaltermittlungsschal­ ter 100 eingeschaltet und ermittelt ein erfolgreiches Umschal­ ten in den Vierradantrieb (Schritt 202).

Das EIN-Signal von dem Umschaltermittlungsschalter 100 wird in die Steuereinrichtung 178 eingespeist. Daraufhin schaltet die Steuereinrichtung 178 den Pumpenmotor 174 ein, wodurch die Druckpumpe 172 betätigt wird (Schritt 204). Infolge davon wird der Arbeitsdruck "P" der Druckkammer 160 des Betätigungsorgans 152 zugeführt. Dies führt zu einer Expansion der Druckkammer 160 in dem Betätigungsorgan 152, wie in Fig. 6 gezeigt, und das Antriebselement 166 des flexiblen Elements 158 schiebt bzw. stößt dadurch den Vorsprung 150 des außenseitigen Mitnehmerele­ ments 144. Infolge davon wird der außenseitige Mitnehmer 146 in Eingriff mit dem innenseitigen Mitnehmer 142 überführt, wodurch der Freilaufmechanismus 106 in den verriegelten Zustand ver­ schoben bzw. umgeschaltet wird.

Der Druckschalter 176 ermittelt, ob der Arbeitsdruck "P", wel­ cher der Druckkammer 160 zugeführt wird, den vorbestimmten Druck "Ps" erreicht hat oder nicht (Schritt 206).

Wenn der Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" erreicht hat (Schritt 206 erbringt "JA") wird der Druckschalter 176 aus­ geschaltet und ermittelt, daß der Arbeitsdruck "P" den vorbe­ stimmten Druck "Ps" erreicht hat. Daraufhin wird der Pumpen­ motor 174 ausgeschaltet, um die Druckpumpe 172 zu stoppen (Schritt 208). Außerdem wird die Anzeigeeinrichtung 104 betä­ tigt, um ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb anzuzeigen (Schritt 210).

Insbesondere ermittelt die Steuereinrichtung 178 ein erfolgrei­ ches Umschalten in den Vierradantrieb unter der Bedingung, daß der Umschaltermittlungsschalter 100 eingeschaltet und der Druckschalter 176 ausgeschaltet ist beim Umschalten in den Vierradantrieb. Daraufhin veranlaßt die Steuereinrichtung die Anzeigeeinrichtung 104 dazu, einzuschalten und der Bedienperson bzw. dem Fahrer anzuzeigen, daß das Umschalten in den Vierrad­ antrieb erfolgreich war.

Wenn vorstehend angeführter Schritt 206 ermittelt, daß der Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" nicht erreicht hat (d. h. der Schritt 206 erbringt "NEIN"), erfolgt eine Ermittlung, ob die Zeit "t", während welcher der Druckschalter 176 eingeschaltet war, über die vorbestimmte Zeit "ts" abgelau­ fen ist (Schritt 212).

Wenn die vorbestimmte Zeit "t" nicht über die vorbestimmte Zeit "ts" hinausgelaufen ist (Schritt 212 erbringt "NEIN"), wird diese Routine in den vorausgehenden Ermittlungsschritt 206 rückgeführt. Wenn die vorstehend genannte Zeit "t" die vorbe­ stimmte Zeit "ts" übertroffen hat (Schritt 212 erbringt "JA") wird die Anzeigeeinrichtung 104 betätigt, um auszuschalten oder zu blinken, wodurch angezeigt wird, daß der Freilaufmechanismus 106 nicht erfolgreich in den verriegelten Zustand umgeschaltet wurde (Schritt 214).

Insbesondere, wenn eine Fluidleckage in dem Druckleitungssystem zwischen der Druckpumpe 172 und der Druckkammer 160 auftritt, wird der Arbeitsdruck "P" in der Kammer 160 unter den vorbe­ stimmten Druck "Ps" verringert. Infolge davon wird der Druck­ schalter 176 eingeschaltet und der Pumpenmotor 174 wird einge­ schaltet, wodurch die Druckpumpe 172 betätigt wird.

Wenn eine große Fluidleckagemenge auftritt, erreicht der Arbeitsdruck "P" in der Druckkammer 160 den vorbestimmten Druck "Ps" nicht. Infolge davon wird das durch den Pumpenmotor 174 veranlaßte Betätigen der Druckpumpe 172 fortgesetzt und der Druckschalter 176 bleibt weiterhin an.

Die Steuereinrichtung 178 beurteilt damit, daß der Freilauf­ mechanismus 106 nicht erfolgreich in den verriegelten Zustand umgeschaltet hat, wenn die Zeit "t", während welcher der Druck­ schalter 176 eingeschaltet ist, nach der vorbestimmten Zeit "ts" abgelaufen ist. Daraufhin ermittelt die Steuereinrichtung 178, daß das Fahrzeug sich nicht im Vierradantriebszustand befindet und teilt dem Fahrer des Fahrzeugs dies mit, indem sie die Anzeigeeinrichtung 104 ausschaltet oder in einen Blink­ zustand überführt.

Wie vorstehend erläutert, weist die Vorrichtung 80 zum Umschal­ ten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb den syn­ chronisierten Mechanismus zum Umschalten von dem Zweiradantrieb und den Vierradantrieb auf, der in dem Übertragungsmechanismus 12 angeordnet ist, und es erlaubt, daß die Antriebskraft von dem Motor 8 den Vorder- und Hinterrädern 4 und 6 verteilt zuge­ führt wird. Die Vorrichtung 80 ist außerdem versehen mit: dem Umschaltermittlungsschalter 100 zum Ermitteln des Umschaltens zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb, der Anzei­ geeinrichtung 104 zum Anzeigen des vorstehend genannten Umschaltens, dem Betätigungsorgan 152 zum Umschalten des Frei­ laufmechanismus 106, der in dem Vorderraddifferentialmechanis­ mus 18 vorgesehen ist, der Druckpumpe 172 zum Zuführen von Arbeitsdruck zu dem Betätigungsorgan 152 und dem Druckschalter 176 zum Ermitteln des Arbeitsdrucks.

Wenn in der Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb der Umschaltermittlungsschalter 100 ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb ermit­ telt, führt die Steuereinrichtung 178 eine Steuerung so aus, daß die Druckpumpe 172 betätigt wird und Arbeitsdruck der Druckkammer 162 des Betätigungsorgans 152 zugeführt wird. Der Freilaufmechanismus 106 wird damit von dem Freilaufzustand in den verriegelten Zustand umgeschaltet bzw. verschoben.

Wenn in der Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb der Druckschalter 176 ermittelt, daß der Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" erreicht, bei welchem das Umschalten des Freilaufmechanismus 106 in den verriegelten Zustand beendet ist, stellt die Steuereinrichtung 178 eine Steuerung bereit, um die Druckpumpe 172 zu deaktivie­ ren und die Anzeigeeinrichtung 104 einzuschalten, um der Bedienperson bzw. dem Fahrer anzuzeigen, daß das Umschalten in den Vierradantrieb erfolgreich war.

Unter Verwendung eines Ermittlungssignals von dem Druckschalter 176 zum Ermitteln des Arbeitsdrucks "P" in dem Betätigungsorgan 152 vermag die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zwei­ radantrieb und dem Vierradantrieb damit, ein erfolgreiches Umschalten des Freilaufmechanismus 106 in den verriegelten Zustand zu ermitteln und zu erfassen, und zwar ohne eine Ein­ richtung zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände des Freilaufmechanismus 106, der direkt in dem Freilaufmechanismus 106 angeordnet ist. Die beim Stand der Technik dabei auftre­ tende Schwierigkeit, die Ermittlungsbauteile in dem Freilauf­ mechanismus unterzubringen, wobei es problematisch ist aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Raums, wird damit überwun­ den.

Wenn bei der Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zwei­ radantrieb und dem Vierradantrieb der Druckschalter 176 ermit­ telt, daß der Arbeitsdruck "P" den vorbestimmten Druck "Ps" nicht erreicht hat, und nachdem die vorbestimmte Zeit "ts" abgelaufen ist, nach welcher die Druckpumpe 172 angetrieben wurde, führt die Steuereinrichtung 178 eine Steuerung durch, um die Anzeigeeinrichtung 104 entweder zum Blinken zu bringen oder auszuschalten, um anzuzeigen, daß der Freilaufmechanismus 106 nicht erfolgreich in den verriegelten Zustand umgeschaltet wurde.

Unter Verwenden des Ermittlungssignals von dem Druckschalter 176 vermag damit die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb eine Störung beim Umschalten des Freilaufmechanismus 106 in den verriegelten Zustand zu ermitteln und zu erfassen, und zwar ohne eine Ein­ richtung oder Bauteilen zum Ermitteln der freien und verriegel­ ten Zustände des Freilaufmechanismus 106, der bzw. die direkt in dem Freilaufmechanismus 106 angeordnet werden müssen.

Damit ist es durch die Vorrichtung 80 zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb möglich, sowohl ein erfolgreiches wie nicht erfolgreiches Umschalten des Freilauf­ mechanismus 106 in den verriegelten Zustand festzustellen, ohne eine Einrichtung oder Bauteile zum Ermitteln der freien und verriegelten Zustände des Mechanismus 106, die direkt in dem Freilaufmechanismus 106 vorgesehen werden müßten. Die Vorrich­ tung 80 zeichnet sich dadurch durch wenige Bauteile und nied­ rigere Kosten als die Anordnung beim Stand der Technik aus. Die Vorrichtung 80 vermag dem Fahrer eines Fahrzeugs den tatsäch­ lichen Erfolg beim Umschalten in den Vierradantrieb mitzutei­ len.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, führt bei der Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung beim Umschalten in den Vierradantrieb die Steuereinrichtung Steuerschritte durch, um die Druckpumpe zu betätigen, um den Arbeitsdruck dem Betätigungsorgan zuzuführen. Wenn der Arbeitsdruck einen vorbe­ stimmten Druck erreicht hat, bei welchem das Umschalten des Freilaufmechanismus in den verriegelten Zustand beendet ist, stellt die Steuereinrichtung Steuerschritte bereit, um die Druckpumpe zu deaktivieren und die Anzeigeeinrichtung zu betä­ tigen, um ein erfolgreiches Umschalten in den Vierradantrieb anzuzeigen.

Wenn in der Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb die Druckermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck den vorbestimmten Druck nicht erreicht hat, nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, in welcher die Druckpumpe angetrieben wird, führt die Steuerein­ richtung Steuerschritte aus, um die Anzeigeeinrichtung zu betä­ tigen, damit sie anzeigt, daß der Freilaufmechanismus nicht erfolgreich in den verriegelten Zustand umgeschaltet wurde.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform vorstehend erläutert wurde, erschließen sich dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen, ohne von der Erfindung abzuweichen, die in den nachfolgenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb eines Fahrzeugs, aufweisend:
einen Übertragungsmechanismus zum Verteilen von Antriebs­ kraft von einem Verbrennungsmotor zu den Vorder- und Hin­ terrädern,
einen Mechanismus zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb, indem die zu den Rädern durch den Überführungsmechanismus zu liefernde Antriebs­ kraft unterbrochen wird, um ein Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb zu ermöglichen, wobei der Mechanismus zum Umschalten zwischen dem Zweirad­ antrieb und dem Vierradantrieb eine Umschaltermittlungs­ einrichtung zum Ermitteln des Umschaltens zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb aufweist,
eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Umschaltvorgangs,
einen Freilaufmechanismus, der entweder im Vorderraddiffe­ rentialmechanismus in der Nähe der Vorderräder oder dem Hinterraddifferentialmechanismus in der Nähe der Hinter­ räder angeordnet ist,
ein Betätigungsorgan zum Umschalten des Freilaufmechanis­ mus zwischen einem Freilaufzustand und einem verriegelten Zustand,
eine Druckpumpe zum Zuführen von Arbeitsdruck zu dem Betä­ tigungsorgan,
eine Druckermittlungseinrichtung zum Ermitteln des dem Betätigungsorgan zugeführten Arbeitsdrucks, und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Druckpumpe, um dem Betätigungsorgan den Arbeitsdruck zuzuführen, wenn die Umschaltermittlungseinrichtung das Umschalten in den Vier­ radantrieb ermittelt, wobei die Steuereinrichtung außerdem das Deaktivieren der Druckpumpe und das Betätigen der Anzeigeeinrichtung steuert, um ein erfolgreiches Umschal­ ten in den Vierradantrieb anzuzeigen, wenn die Druck­ ermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Arbeitsdruck einen vorbestimmten Druck erreicht hat, bei welchem das Umschalten des Freilaufmechanismus in dem verriegelten Zustand beendet ist.

2. Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Druckermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Arbeits­ druck den vorbestimmten Druck nicht erzielt hat, nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem die Druck­ pumpe betätigt worden ist, die Steuereinrichtung die Anzeigeeinrichtung betätigt, um anzuzeigen, daß das Umschalten des Freilaufmechanismus in den verriegelten Zustand nicht erfolgreich war.

3. Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung zum Umschalten zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb (eines Fahrzeugs), aufweisend die Schritte:
Ändern des Zustands einer Umschaltsteuereinrichtung aus einer Zweiradantriebsposition in eine Vierradantriebsposi­ tion,
Aktivieren einer Fluidpumpe zum Erzeugen eines einer Druckkammer des Betätigungsorgans zugeführten Drucks, um Radnaben zum Bewirken des Vierradantriebs zu verriegeln,
Ermitteln, ob der Druck den in der Druckkammer angegebenen Druck erreicht hat,
wobei dann, wenn der gegebene Druck in der Druckkammer erreicht ist, die Druckpumpe deaktiviert und angezeigt wird, daß das Umschalten in den Vierradantrieb erfolgreich war, und
wenn der gegebene Druck in der Druckkammer nicht erreicht ist, Ermitteln, ob eine Zeitkonstante abgelaufen ist, seitdem das Umschalten in den Vierradantrieb eingeleitet wurde, und Anzeigen, daß das Umschalten in den Vierrad­ antrieb nicht erfolgreich war.

4. Verfahren nach Anspruch 3, außerdem aufweisend die Schritte:
Aktivieren eines Umschaltermittlungsschalters, wenn die Umschaltsteuervorrichtung in die Vierradantriebsposition umschaltet und ein Umschaltsignal erzeugt,
Empfangen des Umschaltsignals in einer Steuereinrichtung,
Steuern der Fluidpumpe mit der Steuereinrichtung,
Speichern des gegebenen Drucks und der Zeitkonstante in der Steuereinrichtung, und
Durchführen der Schritte zum Ermitteln, ob der gegebene Druck erreicht wurde, und Ermitteln, ob die Zeitkonstante abgelaufen ist, und zwar in der Steuereinrichtung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, außerdem aufweisend den Schritt: Aktivieren einer Anzeigeeinrichtung zum Informie­ ren eines Nutzers bzw. eines Fahrers, daß die Schritte zum Umschalten in den Vierradantrieb begonnen haben, wobei der Schritt, demnach angezeigt wird, daß das Umschalten nicht erfolgreich war, das Betätigen der Anzeigeeinrichtung in einer anderen Weise aufweist, als beim Aktivieren der Anzeigeeinrichtung.