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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Allradantriebes eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine dem Stand der Technik entsprechende elektronische Differenzialsperre für Räder des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, wobei ein Antriebsmoment mittels eines Motors bereitgestellt und zwischen einem Differenzialgetriebe einer ersten Achse und einem Differenzialgetriebe einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs mittels einer Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung verteilt wird, und wobei das auf das Differenzialgetriebe der ersten Achse übertragene Antriebsmoment in Abhängigkeit von wenigstens einer einen an der ersten und/oder der zweiten Achse auftretenden Schlupf repräsentierenden Größe zwischen Rädern der ersten Achse mittels einer dem Differenzialgetriebe der ersten Achse zugeordneten Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung verteilt wird. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Allradantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, mittels welchem das Verfahren durchführbar ist.
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Ein Allradantriebssystem, umfassend eine Vorrichtung, welche zum Verteilen eines Antriebsmoments zwischen einer ersten und einer zweiten Achse eines Kraftfahrzeugs dient, sowie eine Vorrichtung, welche zum Verteilen des Antriebsmoments zwischen Rädern einer Achse dient, ist beispielsweise aus der von der
DE 10 2006 013 542 A1 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Allradantriebssystem aus dem Hause der Anmelderin ist die Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung in Form eines Überlagerungsgetriebes bereitgestellt, welches mit einem Differenzialgetriebe (auch „Differenzial“ oder „Ausgleichsgetriebe“ genannt) kombiniert ist. Mittels des Überlagerungsgetriebes sind Antriebsmomente auf die Hinterräder in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar.
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Ein Differenzialgetriebe hat die Aufgabe, die unterschiedlich langen Wege des kurvenäußeren und kurveninneren Rades bei einer Kurvenfahrt zu kompensieren. Es gilt die Beziehung, dass ein Mittelwert der Drehzahlen der Räder einer Achse beim Einsatz des Differenzialgetriebes in möglicher Kombination mit einer Achsübersetzung gleich einer Drehzahl einer Kardanwelle ist, mittels welcher das zugeordnete Differenzialgetriebe angetrieben wird. Ein Nachteil eines derartigen Differenzialgetriebes besteht dabei darin, dass ein Rad stillstehen bleiben kann im Falle, dass das andere Rad der gleichen Achse beispielsweise auf einer glatten Fahrstrecke durchdreht. Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, dass ein Differenzialgetriebe in so genannter „offener Bauform“ Momentengleichheit zwischen den Abtriebswellen herstellt bzw. erzwingt. Um gerade diesem Nachteil des Differenzialgetriebes zu begegnen bzw. um das Stillstehen des Rades auf der Seite der Fahrstrecke mit dem höheren Reibungskoeffizienten zu vermeiden und somit den höheren Reibungskoeefizienten für den Antrieb des Fahrzeugs nutzbar zu machen, wird eine elektronische Differenzialsperre (EDS) eingesetzt, deren Einsatz jedoch mit weiteren Nachteilen verbunden ist.
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Die elektronische Differenzialsperre findet beim Beschleunigen auf Fahrstrecken mit seitenweise unterschiedlichen Reibungskoeffizienten Einsatz. Diese elektronische Differenzialsperre hat dabei die Aufgabe, Räder, die sich auf der Seite der Fahrstrecke mit dem niedrigeren Reibungskoeffizient befinden, beim Auftreten eines Antriebsschlupfs abzubremsen. Da die in der Regel eingesetzten so genannten „offenen“ Differenzialgetriebe Momentengleichheit der beiden Seitenwellen einer Achse erzwingen, wird durch das Abbremsen des auf der Seite der Fahrstrecke mit dem niedrigeren Reibungskoeffizienten befindlichen Rades das Antriebsmoment des Rades auf der anderen Seite um das Bremsmoment erhöht. Als nachteilig an der elektronischen Differenzialsperre ist der Umstand anzusehen, dass das Bremsmoment für das abzubremsende Rad ebenfalls - wie das Antriebsmoment - von einem Motor bereitgestellt werden muss. Dieser Momentenanteil geht also für die Nutzung als Antriebsmoment für das Fahrzeug verloren, wodurch der Einsatz der elektronischen Differenzialsperre mit einer Reduktion des Gesamtwirkungsgrades verbunden ist.
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Aus der Druckschrift Eckhard Kirchner Leistungsübertragung in Fahrzeuggetrieben, Grundlagen der Auslegung, Entwicklung und Validierung von Fahrzeuggetrieben und deren Komponenten, London Springer, 2007, 458-467 ist bekannt, dass bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb eine interaxiale sowie eine intraaxiale Drehmomentverteilung vorgenommen werden kann.
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Die Druckschrift
US 2005/0266950 A1 beschreibt, dass bei einem Kraftfahrzeug mit Hinterantrieb ein Antriebsmoment von der hinteren Achse auf die vordere Achse des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann, wenn Schlupf an der hinteren Achse detektiert wird. Entsprechend kann bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb das Drehmoment auf die hintere Achse übertragen werden, wenn Schlupf an der vorderen Achse detektiert wird.
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Eine Steuerungsvorrichtung zur Differenzialbegrenzung ist aus der Druckschrift
US 2004/0059494 A1 bekannt.
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Des Weiteren offenbart die Druckschrift
DE 10 2005 047 095 A1 ein Verfahren zur Ermittlung einer Steuergröße zur Steuerung einer Drehmomentübertragungskupplung in eine angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Allradantriebes eines Kraftfahrzeugs sowie ein Allradantriebssystem zu schaffen, bei denen Maßnahmen getroffen sind, die auf technisch einfache Weise eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades im Vergleich zum Stand der Technik gewährleisten.
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Der erfindungsgemäße Effekt bei dem Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art wird dadurch erzielt, dass ein auf die erste Achse übertragbares Maximaldrehmoment nach wenigstens einem vorgebbaren Kriterium bestimmt wird und beim Verteilen des Antriebsmoments zwischen dem Differenzialgetriebe der ersten Achse und dem Differenzialgetriebe der zweiten Achse das übertragbare Maximaldrehmoment auf die erste Achse, welche die Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung aufweist, dann übertragen wird, wenn ein Schlupf eines der Räder der ersten und/oder der zweiten Achse anhand der Größe erkannt wird; und wobei das wenigstens eine Kriterium umfasst, dass das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment unter Berücksichtigung einer Maximalkraft, welche von der ersten Achse auf eine Fahrstrecke aufbringbar ist, bestimmt wird.
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Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, dass das Einsetzen der elektronischen Differenzialsperre bei der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, welche bevorzugt keine Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung aufweist, dann reduziert und dadurch der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems im Vergleich zum Stand der Technik erhöht werden kann, wenn möglichst viel Antriebsmoment, also das maximal übertragbare Moment, mittels der Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung auf die Achse mit der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung übertragen wird. Mit anderen Worten wird ein maximal mögliches Antriebsmoment auf die Achse mit der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung, also auf die „wirkungsgradstarke“ erste Achse des Kraftfahrzeugs, übertragen, da dort die Möglichkeit gegeben ist, das Antriebsmoment zwischen den Rädern mittels der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung ohne oder mit reduziertem Einsatz der elektronischen Differenzialsperre, also ohne den Wirkungsgrad zu verringern, zu verteilen. Dieses maximal mögliches Antriebsmoment wird auf die erste Achse dann übertragen, wenn ein Schlupf eines der Räder der ersten und/oder der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs anhand der Größe erkannt wird.
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Auf dem erfindungsgemäßen Wege gelingt es, den Einsatz der elektronischen Differenzialsperre in Stärke und Häufigkeit zu reduzieren und somit den Gesamtwirkungsgrad des Allradantriebes im Vergleich zum Stand der Technik zu erhöhen. Dies bietet Vorteile insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs bzw. hinsichtlich der Fahrzeugdynamik. Erste Versuche haben gezeigt, dass eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades insbesondere auf einer Fahrstrecke mit seitlich unterschiedlichen Reibungseigenschaften möglich ist. Es ergab sich beim Beschleunigen auf einer derartigen Fahrstrecke bei gleicher eingespeister Antriebsleistung eine Beschleunigungserhöhung von bis zu 25%.
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Die den auftretenden Schlupf repräsentierende Größe kann wenigstens durch einen Ist-Wert einer Drehzahl eines Rades des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Um festzustellen, dass ein Schlupf auftritt, kann nämlich die aktuelle Ist-Drehzahl eines Rades erfasst und mit einer einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs zugeordneten Soll-Drehzahl verglichen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Größe durch einen Ist-Wert eines Antriebsdrehmoments und/oder durch einen aktuellen Wert eines Übersetzungsverhältnisses eines Wechselgetriebes des Fahrzeugs bestimmt werden. All diese Fahrzeugzustandsgrößen ermöglichen es, den Schlupf eines Rades zu erkennen, so dass entsprechende Verteilung des Antriebsmomentes mittels der Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung auf die erste Achse vorgenommen werden kann. Dabei wird das übertragbare Maximaldrehmoment vorzugsweise derart auf die erste Achse in Abhängigkeit von der Größe übertragen, dass der Schlupf in einem gewünschten vorgebbaren Wertebereich bleibt, und zwar größer als 0%.
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Das wenigstens eine Kriterium, nach welchem das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment bestimmt wird, kann umfassen, dass das Maximaldrehmoment unter Berücksichtigung einer Maximalkraft, welche von der ersten Achse auf eine Fahrstrecke aufbringbar ist, bestimmt wird. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass auf eine Achse bzw. ein Rad nicht mehr Kraft aufgebracht werden kann, als sie bzw. es auf die Fahrstrecke übertragen kann, um einen durch diese zu große Kraft hervorgerufenen Schlupf zu vermeiden.
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Das wenigstens eine Kriterium kann zusätzlich oder alternativ umfassen, dass das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment unter Berücksichtigung einer Fahrdynamik, also eines nach vorbestimmten Kriterium festgelegten Fahrverhaltens des Fahrzeugs, bestimmt wird. Dabei muss insbesondere darauf geachtet werden, dass der Fahrer in der Lage ist, das Kraftfahrzeug selbst bei dem auf die erste Achse aufgebrachten Maximaldrehmoment zu beherrschen. Dies hat insbesondere Vorteile im Hinblick auf den Fahrkomfort sowie die Fahrsicherheit.
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Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kriterium umfasst, dass das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment unter Berücksichtigung eines von der Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung maximal übertragbaren Antriebsmoments bestimmt wird. Mit anderen Worten wird das auf die Achse mit der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung übertragbare Maximaldrehmoment bevorzugt in Abhängigkeit von der technischen Auslegung der Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung bestimmt. Hierbei wird darauf geachtet, welches Drehmoment die Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung in der Lage ist, auf die erste Achse zu übertragen. Eine Vorrichtung zur Momentverteilung ist üblicherweise unter anderem durch ein Drehmomentverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Achse (Torque Distribution Ratio, TDR) charakterisiert, innerhalb dessen die Vorrichtung nahezu für Drehzahlgleichheit der beiden die jeweiligen Differenzialgetriebe antreibenden Kardanwellen sorgt. Wird dieses Verhältnis überschritten und ein weiteres Antriebsmoment auf die erste Achse aufgebracht, so kann es zu einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Kardanwellen kommen. Das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment wird also gemäß dieser Ausführungsform im Hinblick auf die Betriebssicherheit dergestalt bestimmt, dass keine unzulässige Drehzahldifferenz zwischen den beiden Kardanwellen auftritt.
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Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kriterium umfasst, dass das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment unter Berücksichtigung des von der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung dieser Achse maximal verteilbaren Antriebsmoments bestimmt wird. Das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment wird also gemäß dieser Ausführungsform im Hinblick auf die Betriebssicherheit dergestalt bestimmt, dass die Vorrichtung zur intraaxialen Momentenverteilung im Rahmen ihrer Auslegungsparameter betrieben wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf das Einsetzen der elektronischen Differenzialsperre teilweise oder vollständig verzichtet werden, wenn das auf die erste Achse übertragbare Maximaldrehmoment in einem vorgebbaren Wertebereich liegt. Auf diesem Wege gelingt es, den Gesamtwirkungsgrad des Allradantriebes weiterhin zu erhöhen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der vorgebbare Wertebereich in Abhängigkeit von einem Nenndrehmoment des Motors definiert wird. Ist die Möglichkeit gegeben, das gesamte für das Beschleunigen des Fahrzeugs zur Verfügung stehende Antriebsmoment vom Motor auf die Achse mit der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung zu übertragen, so kann das Drehmoment zwischen den Rädern dieser Achse mittels der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung verteilt werden, ohne die elektronische Differenzialsperre anzusteuern.
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Die Vorrichtung zur interaxialen Momentverteilung kann durch ein sperrbares bzw. drehmomentfühlendes Mittendifferenzial gebildet sein. Hierbei bietet sich an, als Mittendifferenzial ein Torsen-Ausgleichsgetriebe einzusetzen, welches im Wesentlichen ein Ausgleichsgetriebe mit selbstsperrender Wirkung darstellt.
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Bezüglich der Ausgestaltung der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung kann vorgesehen sein, dass sie durch eine Lamellenkupplung gebildet ist, wie sie beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2006 013 542 A1 beschrieben ist.
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Bevorzugt ist es die hintere Achse des Kraftfahrzeugs, welche der ersten Achse entspricht, also welcher die Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung zugeordnet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein sich auf einer Fahrstrecke befindendes Kraftfahrzeug zur Erläuterung der Nachteile des Stands der Technik beim ausschließlichen Einsatz einer elektronischen Differenzialsperre;
- 2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug gemäß 1, anhand derer die Vorteile eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden; und
- 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug gemäß 1, anhand derer die Vorteile eines Verfahrens nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden.
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Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 10 befindet sich auf einer Fahrstrecke 12, welche zwei sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Seitenbereiche 14, 16 umfasst, die unterschiedliche Eigenschaften im Hinblick auf Reibungskoeffizienten aufweisen. Dabei befinden sich ein linkes Rad 18 einer vorderen Achse 20 sowie ein linkes Rad 22 einer hinteren Achse 24 des Kraftfahrzeugs 10 im ersten Seitenbereich 14 der Fahrstrecke 12 und ein rechtes Rad 26 der vorderen Achse 20 und ein rechtes Rad 28 der hinteren Achse 24 im zweiten Seitenbereich 16 der Fahrstrecke 12. Der Reibungskoeffizient µ0 zwischen den linken Rädern 18, 22 und dem ersten Seitenbereich 14 sei niedriger als der Reibungskoeffizient µ1 zwischen den rechten Rädern 26, 28 und dem zweiten Seitenbereich 16 der Fahrstrecke 12. Bei der vorliegenden Betrachtung wird angenommen, dass der Reibungskoeffizient µ1 0,9 beträgt und der Reibungskoeffizient µ0 0,1 beträgt. Ferner wird beispielhaft angenommen, dass das vom Motor bereitgestellte gesamte Antriebsmoment beispielsweise 100% beträgt. Dieses von Seiten des Motors bereitgestellte Antriebsmoment wird dann gemäß dem Stand der Technik mittels einer Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung zwischen einem Differenzialgetriebe 32 der vorderen Achse 20 und einem Differenzialgetriebe 34 der hinteren Achse 24 des Kraftfahrzeugs 10 verteilt. Hierbei wird jedem Rad 18, 22, 26, 28 ein Basisantriebsmoment von beispielsweise einem Zwölftel des gesamten Antriebsmoments zur Verfügung gestellt, was in 1 mit Pfeilen 36 dargestellt ist. Jeder Pfeil in 1 entspricht einem Zwölftel des gesamten Antriebsmoments. Nun tritt an den linken Rädern 18, 22 aufgrund des niedrigen Reibungskoeffizienten µ0 im ersten Seitenbereich 14 Schlupf auf. Dieser Schlupf wird im Kraftfahrzeug 10 mittels einer Steuereinheit anhand einer erfassten Größe erkannt. Diese Größe ist beispielsweise durch eine Ist-Drehzahl der Räder 18, 22, 26, 28 bestimmt. Eine im Kraftfahrzeug 10 vorhandene elektronische Differenzialsperre greift wegen des Schlupfs gemäß dem Stand der Technik in den Betrieb der linken Räder 18, 22 ein, wobei an jedem linken Rad 18, 22 ein Bremsdrehmoment von einem Sechstel des gesamten Antriebsmoments aufgebracht wird (siehe Pfeile 38). Aufgrund des in der Beschreibungseinleitung erwähnten Gleichbleibens der Summe der Momente auf den Seitenwellen einer Achse ergibt sich gleichzeitig eine Erhöhung der Antriebskraft an den rechten Rädern 26, 28 um den gleichen Betrag von jeweils einem Sechstel des gesamten Antriebsmoments (siehe Pfeile 40). Bei diesem hier betrachteten Beispiel ergibt sich folgende Kräfte- bzw. Momentenbilanz: Die Pfeile 36 und 40 entsprechen der im Kraftfahrzeug 10 eingesetzten Zugkraft und ergeben in Summe ein Drehmoment von ca. 67% (acht Zwölfteln) des gesamten Antriebsmoments. Des Weiteren beträgt die eingesetzte Kraft bzw. das eingesetzte Drehmoment 100%, was der Summe aller in 1 dargestellten Pfeile bzw. dem gesamten Antriebsmoment des Motors entspricht. Schlussfolgernd ergibt sich ein reiner Verlust von ca. 100% - 67% = 33% (vier Zwölfteln), was der Summe der gestrichelt dargestellten Pfeile 38 entspricht. Insgesamt lässt sich feststellen, dass der Einsatz der elektronischen Differenzialsperre eine Reduktion des Gesamtwirkungsgrades des Antriebssystems von bis zu 50 % zur Folge hat.
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Das in 2 dargestellte Fahrzeug 10 entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten und bereits näher beschriebenen Fahrzeug 10. Dabei ist jedoch der hinteren Achse 24 eine Vorrichtung 42 zur intraaxialen Momentverteilung zugeordnet. Diese ist dazu ausgelegt, das Drehmoment zwischen den Rädern 22, 28 zu verteilen.
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Nachfolgend wird anhand eines Beispiels erläutert, wie der Gesamtwirkungsgrad des mit einer Vorrichtung zur intraaxialen Momentenverteilung ausgerüsteten Allradantriebes durch das erfindungsgemäße Verteilen des Antriebsmomentes zwischen der vorderen und der hinteren Achse 20, 24 im Vergleich zum Wirkungsgrad des Antriebes gemäß 1 erhöht werden kann. Bei dieser Betrachtung wird angenommen, dass das gesamte von Seiten des Motors bereitgestellte Antriebsmoment 100% beträgt, wobei auf jedes Rad 18, 22, 26, 28 ein Basisantriebsmoment von einem Zehntel, also von 10%, aufgebracht wird (siehe Pfeile 36 in 2). Jeder Pfeil in 2 entspricht einem Zehntel des gesamten Antriebsmoments. Im vorliegenden ersten Beispiel greift die elektronische Differenzialsperre lediglich in die vordere Achse 20 ein. So wird auf das linke vordere Rad 18 mittels der elektronischen Differenzialsperre ein Bremsmoment von 20% des gesamten Antriebsmoments (siehe Pfeile 38) aufgebracht, wodurch sich eine entsprechende Beschleunigung des rechten Rades 26 von zusätzlich 20% des gesamten Antriebsmoments (siehe Pfeile 40) ergibt. Das Antriebsdrehmoment wird im vorliegenden Beispiel mittels der Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung dergestalt zwischen der vorderen und der hinteren Achse 20, 24 verteilt, dass auf die hintere Achse 24 ein um beispielsweise 20% des gesamten Antriebsmoments höheres Antriebsmoment als auf die vordere Achse 20 übertragen wird. Dabei wird auf die hintere Achse 24 ein übertragbares Maximaldrehmoment mittels der Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung übertragen. Dieses auf die hintere Achse 24 übertragbare Maximaldrehmoment wird nach mehreren Kriterien bestimmt. Es wird darauf geachtet, dass auf die hintere Achse 24 bzw. die hinteren Räder 22, 28 nicht mehr Drehmoment aufgebracht wird, als die hintere Achse 24 bzw. die hinteren Räder 22, 28 in der Lage ist bzw. sind, auf die Fahrstrecke 12 aufzubringen. Wird ein zu großes Drehmoment auf die hintere Achse 24 übertragen, kann ein Schlupf an den hinteren Rädern 22, 28 auftreten. Bei dem Bestimmen des Maximaldrehmoments wird also der an der hinteren Achse 24 auftretende Schlupf beobachtet. Des Weiteren wird darauf geachtet, dass die Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung in der Lage ist, nur ein bestimmtes Drehmoment auf die hintere Achse 24 zu übertragen. Dieses mittels der Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung übertragbare maximale Drehmoment kann nicht überschritten werden. Weiterhin wird sichergestellt, dass das durch die interaxiale Verteilung auf die hintere Achse entfallende und anteilig von der Vorrichtung zur intraaxialen Momentenverteilung der hinteren Achse zu verteilende Moment in den durch die Auslegung dieser Vorrichtung bestimmten Grenzen verbleibt.
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Da sich das rechte hintere Rad 28 im zweiten Seitenbereich 16 mit dem höheren Reibungskoeffizienten µ1 befindet, wird nun die Vorrichtung 42 zur intraaxialen Momentverteilung durch eine Steuereinheit derart angesteuert, dass sie das zusätzliche Antriebsmoment von 20% des gesamten Antriebsmoments auf das rechte hintere Rad 28 überträgt. Dieses Drehmoment ist in 2 durch Pfeile 44 angedeutet. Bei der Momentenbilanz ergibt sich nun folgendes Ergebnis: Das durch den Motor zur Verfügung gestellte gesamte Antriebsmoment beträgt 100%. Dabei beträgt die gesamte Zugkraft, welche zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 10 zur Verfügung steht, 80% des gesamten Antriebsmoments, was der Summe der Pfeile 36, 40 und 44 entspricht. Es wird ersichtlich, dass der gesamte Verlust, welcher nun lediglich 20% (zwei Zehntel) beträgt, deutlich geringer ist als im Beispiel gemäß 1. Verzichtet man folglich ganz oder teilweise auf den Einsatz der elektronischen Differenzialsperre an der vorderen Achse 20 und verteilt das Antriebsmoment mittels der Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung derart, dass ein maximal übertragbares Antriebsmoment der hinteren Achse 24 zur Verfügung gestellt wird, so erhöht sich somit der Gesamtwirkungsgrad des Allradantriebes.
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Bezugnehmend nun auf 3 werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Verteilung des Antriebsmomentes zwischen der vorderen und der hinteren Achse 20, 24 beim vollständigen Verzicht auf die elektronische Differenzialsperre näher erläutert. Das vom Motor bereitgestellte gesamte Antriebsmoment beträgt nach wie vor 100%. Auf jedes Rad 18, 22, 26, 28 wird nun ein Basisantriebsmoment von einem Achtel (12,5%) des gesamten Antriebsmoments aufgebracht. Jeder Pfeil in 3 entspricht einem Achtel des gesamten Antriebsmoments. Unter Berücksichtigung dieser Basisantriebsmomente verbleibt ein Antriebsmoment von 50% des gesamten Antriebsmoments zum Verteilen zwischen der vorderen und der hinteren Achse 20, 24 oder für die elektronische Differenzialsperre. Wird nun auf die elektronische Differenzialsperre vollständig, also an beiden Achsen, verzichtet, so kann ein übertragbares Maximaldrehmoment mittels der Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung auf die hintere Achse 24 übertragen werden. Beispielsweise unter der Annahme, dass die Vorrichtung 30 zur interaxialen Momentverteilung in der Lage ist, das Antriebsmoment zwischen der vorderen und der hinteren Achse 20, 24 in einem Verhältnis von maximal 0,75 zu 0,25 zu Gunsten der hinteren Achse 24 zu verteilen, so beträgt das auf die hintere Achse 24 übertragbare Maximaldrehmoment 75% = 25% (siehe Pfeile 36) + 50% (siehe Pfeile 44). Die Differenz zwischen dem auf die hintere Achse 24 und dem auf die vordere Achse 20 aufgebrachten Antriebsmoment beträgt somit insgesamt 50% des gesamten Antriebsmoments. Nun ist die Aufgabe der Vorrichtung 42 zur intraaxialen Momentverteilung, das zusätzliche Antriebsdrehmoment von 50% des gesamten Antriebsmoments auf das im zweiten Seitenbereich 16 der Fahrstrecke 12 befindliche rechte hintere Rad 28 zu übertragen. Auf diese Art und Weise wird das überwiegende Antriebsmoment von fünf Achteln (62,5%) auf das eine Rad 28 aufgebracht, mittels welchem nun das Kraftfahrzeug 10 überwiegend angetrieben wird. Es wird nun ersichtlich, dass bei einem derartigen Verteilen des Antriebsmomentes überhaupt keine Verluste auftreten und der Gesamtwirkungsgrad maximiert werden kann.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems durch eine gezielte Übertragung des maximal möglichen Drehmoments auf die Achse 24, welche die Vorrichtung 42 zur intraaxialen Momentverteilung aufweist, sowie durch gleichzeitigen teilweisen oder vollständigen Verzicht auf die elektronische Differenzialsperre im Vergleich zum ausschließlichen Einsatz der elektronischen Differenzialsperre deutlich erhöht werden kann. Beim Einsatz der elektronischen Differenzialsperre muss nämlich ein zusätzliches Bremsmoment für das abzubremsende Rad bzw. die abzubremsenden Räder vom Motor bereitgestellt werden. Dieses Bremsmoment geht verloren und verringert die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs. Die obigen Beispiele haben gezeigt, dass beim Fahren auf einer Fahrstrecke mit seitenweise unterschiedlichen Reibungseigenschaften die gleiche Wirkung wie mit der elektronischen Differenzialsperre durch ein geschicktes inter- und intraaxiales Verteilen des Antriebsmomentes erzielt werden kann. Wird nämlich ein maximal mögliches Drehmoment auf eine Achse übertragen, welche mit einer Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung ausgestattet ist, so kann dieses Drehmoment zwischen den Rädern dieser Achse unter Berücksichtigung der seitenweise unterschiedlichen Reibungseigenschaften verteilt werden. Diese Verteilung des Drehmoments mittels der Vorrichtung zur intraaxialen Momentverteilung verringert jedoch - anders als beim Einsatz der elektronischen Differenzialsperre - nicht wesentlich den Gesamtwirkungsgrad des Antriebes.
