DE102017204354A1

DE102017204354A1 - Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges mit Knicklenkung

Info

Publication number: DE102017204354A1
Application number: DE102017204354.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Riedhammer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: DE102017204354B4; WO2018166680A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges (1) mit Knicklenkung (2) beschrieben, das antreibbare Fahrzeugachsen (3 bis 5) aufweist, die über ein stufenlos sperrbares Längsdifferential (8) miteinander in Wirkverbindung stehen. Im Bereich jeder antreibbaren Fahrzeugachse (3 bis 5) ist ein stufenlos sperrbares Querdifferential (9 bis 11) vorgesehen. Im Betrieb des Fahrzeuges (1) werden Ist-Drehzahlen der Räder (3A bis 5B) über Drehzahlsensoren (3C bis 5D) sowie ein aktueller Ist-Lenkwinkel über einen Lenkwinkelsensor (2A) messtechnisch ermittelt. Zusätzlich wird eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit über einen Geschwindigkeitssensor messtechnisch ermittelt oder eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Ist-Ausgangsdrehzahl des Getriebes (7) berechnet und gleich der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt. Unter Berücksichtigung des Ist-Lenkwinkels sowie des Abstandes (32G, 42G, 52G) der Fahrzeugachsenmitten (3G, 4G, 5G) in Fahrzeuglängsrichtung von der Knicklenkung (2) und der Spurbreiten der antreibbaren Fahrzeugachsen (3 bis 5) werden in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit Soll-Drehzahlen der Räder (3A bis 5B) berechnet. Bei Vorliegen positiver Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder (3A bis 5B) größer als ein Schwellwert werden die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente der Querdifferentiale (9 bis 11) jeweils auf ein die Abweichung auf Werte kleiner oder gleich dem Schwellwert führendes Niveau eingestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges mit Knicklenkung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2 näher definierten Art.
Aus der WO 2012/149250 A2 ist ein knickgelenktes Fahrzeug mit drei antreibbaren Fahrzeugachsen bekannt, die in Fahrzeuglängsrichtung miteinander wirkverbunden sind. Zusätzlich sind die antreibbaren Fahrzeugachsen mit jeweils einem stufenlos sperrbaren Querdifferential ausgeführt, mittels welchem Differenzdrehzahlen zwischen zwei Rädern einer jeden Fahrzeugachse ausgleichbar sind. Zum stufenlosen Sperren der Querdifferentiale sind die Querdifferentiale jeweils mit einem reibschlüssigen Schaltelement ausgebildet, deren Übertragungsfähigkeiten jeweils durch stufenloses Anheben der Betätigungskraft der Schaltelemente zwischen null und einem maximalen Wert variierbar sind, zu dem die Schaltelemente vollständig geschlossenen sind und eine Ausgleichstätigkeit der Querdifferentiale vollständig eliminiert ist.
Um eine Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Berücksichtigung der Fahrzeuggeometrie und eines Fahrzeugrutschens bestimmen zu können, wird vorgeschlagen, Gierratensignale eines Gierratensensors auszuwerten.
Problematisch dabei ist jedoch, dass über die Signale des Gierratensensors keine Kenntnis darüber vorliegt, in welchem Umfang die Fahrzeugräder im Betrieb des Fahrzeuges schlupfen. Um das Fahrzeuges dennoch in gewünschtem Umfang betreiben zu können, werden aufwändige Steuer- und Regelroutinen vorgesehen, um einen Einfluss von Schlupf im Bereich der Räder auf die mit Hilfe des Gierratensensors ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit ermitteln zu können. Derart umfangreiche Steuer- und Regelketten verursachen insbesondere während ungünstiger Betriebszustandsverläufe eine Fahrzeuges aufgrund von fertigungsbedingten Torlanzen Fehlbetätigungen, die einen Fahrbetrieb eines Fahrzeuges in unerwünschtem Umfang beeinträchtigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach durchführbares Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges mit Knicklenkung zur Verfügung zu stellen, mittels dem ein Fahrzeug in gewünschtem Umfang betreibbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 2 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges mit Knicklenkung, das jeweils im Bereich der über die Knicklenkung miteinander verbundenen Fahrzeugbereiche wenigstens eine antreibbare Fahrzeugachse aufweist, die über ein stufenlos sperrbares Längsdifferential miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei im Bereich jeder antreibbaren Fahrzeugachse ein stufenlos sperrbares Querdifferential vorgesehen ist, mittels dem Differenzdrehzahlen zwischen auf einer Fahrzeugseite angeordneten Rädern der Fahrzeugachsen und auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite vorgesehenen Rädern der Fahrzeugachsen darstellbar sind, sind die Differenzdrehzahlen durch Variieren der Übertragungsfähigkeiten von den Querdifferentialen zugeordneten reibschlüssigen Schaltelementen betriebszustandsabhängig minimierbar. Im Betrieb des Fahrzeuges werden Ist-Drehzahlen der Räder über Drehzahlsensoren sowie ein aktueller Ist-Lenkwinkel über einen Lenkwinkelsensor messtechnisch ermittelt. Zusätzlich wird eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Erfindungsgemäß wird die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit über einen geeigneten Geschwindigkeitssensor, beispielsweise einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen ein GPS-Signal empfangenden GPS-Sensor, messtechnisch ermittelt. Des Weiteren werden unter Berücksichtigung des Ist-Lenkwinkels sowie des Abstandes der Fahrzeugachsenmitten in Fahrzeuglängsrichtung von der Knicklenkung und in Abhängigkeit der Spurbreiten der antreibbaren Fahrzeugachsen in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit Soll-Drehzahlen der Räder berechnet. Bei Vorliegen positiver Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder größer als ein Schwellwert werden die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente jeweils auf ein die Abweichungen auf Werte kleiner oder gleich dem Schwellwert führendes Niveau eingestellt.
Die direkte messtechnische Ermittlung der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig von aktuell vorliegendem Schlupf im Bereich zwischen den Rädern der antreibbaren Fahrzeugachsen und dem vom Fahrzeug befahrenen Untergrund ohne aufwändige Steuer- und Regelroutinen zu bestimmen und anschließend in Abhängigkeit eines Soll-Ist-Abgleiches der Drehzahlen der Räder den jeweils tatsächlich im Bereich eines Rades vorliegenden Schlupf zu bestimmen und diesen durch entsprechende Betätigung eines oder mehrerer reibschlüssiger Schaltelemente in gewünschtem Umfang zu reduzieren.
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Ist-Ausgangsdrehzahl des Getriebes zu berechnen und gleich der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit zu setzen bzw. diese als Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit zu interpretieren.
Da während ungünstiger Betriebszustandsverläufe des Fahrzeuges aufgrund zumindest eines schlupfenden Rades das von der Antriebsmaschine zur Verfügung gestellte Antriebsmoment im Bereich der antreibbaren Fahrzeugachsen in reduziertem Umfang abgestützt bzw. abgenommen wird, erhöht sich die Drehzahl der Antriebsmaschine im Falle eines drehmomentgeregelten Motors. Da dieses Drehzahlsignal bei der letztgenannten Bestimmung der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit als Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit interpretiert und daraus die zulässige Raddrehzahl bestimmt wird, ist das Verhalten der Antriebsmaschine zu berücksichtigen. Andernfalls werden die reibschlüssigen Schaltelemente unter Berücksichtigung einer überhöhten Differenzdrehzahl betätigt, womit jedoch der Schlupf im Bereich des durchdrehenden bzw. schlupfenden Rades nicht in gewünschtem Umfang minimierbar ist.
Aus diesem Grund wird bei der alternativen erfindungsgemäßen Vorgehensweise bei Vorliegen positiver Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder größer als der Schwellwert die Drehzahl der Antriebsmaschine wenigstens annähernd auf dem Drehzahlniveau gehalten, das die Antriebsmaschine vor Überschreiten des Schwellwertes aufweist. Damit wird bei Vorliegen erster Anzeichen eines Schlupfbetriebes eines Rades die Drehzahl der Antriebsmaschine derart beeinflusst, dass die Drehzahl der Antriebsmaschine den Wert zum Zeitpunkt, zu dem der Schlupf zumindest im Bereich eines Rades erkannt wird, nicht überschritten wird. Diese Vorgehensweise bietet zusätzlich den Vorteil, dass eine weitere fahrseitig angeforderte Beschleunigung, die den Schlupf im Bereich des Rades weiter erhöht, auf einfache Art und Weise vermieden wird.
Vorliegend wird unter dem Begriff Schlupf eines Rades der Drehzahlunterschied im Bereich des Bodenaufstandspunktes des jeweiligen Rades zwischen einer in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Fahrsituation zulässigen Drehzahl, die eine Funktion des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, und einer real auftretenden Drehzahl eines Rades subsumiert.
Dabei entsteht im Zugbetrieb Schlupf im Bereich eines Rades, wenn die sich aus dem Antrieb ergebende Zugkraft, die dem Produkt aus Motormoment, Getriebeübersetzung, Verteilergetriebeübersetzung, Achsübersetzung und Rollradius des Rades entspricht, nicht mehr durch die Aufstandskraft im Bereich des Rades multipliziert mit dem Reibbeiwert zwischen Rad und Boden übertragen werden kann.
Des Weiteren stellt sich im Schubbetrieb im Bereich eines Rades Schlupf ein, wenn die sich aus der Hangabtriebskomponente der Fahrzeuggewichtskraft ergebende Aufstandskraft am Rad multipliziert mit dem Reibbeiwert zwischen dem Rad und dem Boden nicht oder nicht vollständig die Schleppkräfte der Antriebskomponenten überwinden kann.
Mit der Bestimmung der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit der Drehzahl des Getriebeausgangs besteht wiederum auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Möglichkeit, Schlupf im Bereich der Räder der antreibbaren Fahrzeugachsen ohne zusätzliche Sensorik und ohne aufwändige Bereinigung des zur Bestimmung der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogenen Drehzahlwertes von eventuell vorliegendem Schlupf zu bestimmen.
Werden jeweils die Schwellwerte der Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder einer Fahrzeugachse in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und des Ist-Lenkwinkels ermittelt, ist die Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente auf einfache Art und Weise in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes durchführbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schwellwerte der Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder einer Fahrzeugachse in Abhängigkeit einer Drehzahldifferenz zwischen den Ist-Drehzahlen der Räder einer Fahrzeugachse bestimmt, zu der ein betriebszustandsabhängig erforderlicher Drehzahlausgleich zwischen den Rädern einer Fahrzeugachse im Bereich des dieser Fahrzeugachse zugeordneten Querdifferentials vorliegt und Belastungen im Bereich des Querdifferentials kleiner sind als die Funktionsweise des Querdifferentials irreversibel beeinträchtigende Belastungen. Das bedeutet, dass die Sperrwirkung der reibschlüssigen Schaltelemente beispielsweise während einer Kurvenfahrt in einem erforderliche Differenzdrehzahlen zwischen einem kurvenäußeren Rad und einem kurveninneren Rad einer der antreibbaren Fahrzeugachsen zulassendem Umfang betätigt wird, ohne dass dabei unzulässig hohe Differenzdrehzahlen im Bereich des jeweils zugeordneten Querdifferentiales auftreten.
Bei Vorliegen negativer Abweichungen zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll-Drehzahl der Räder größer als ein weiterer Schwellwert oder bei einer Ist-Drehzahl der Räder wenigstens annähernd gleich null, wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bremsmoment der Antriebsmaschine und/oder eines Retarders des Fahrzeugs in einem die Ist-Drehzahl der Räder auf ein vordefiniertes Niveau anhebenden Umfang reduziert.
Damit ist beispielsweise während eines Motorbremsbetriebes bzw. eines Retarderbetriebes, während dem ein Blockieren der Räder erkannt wird, das Motorbremsmoment und/oder das Retardermoment solange reduzierbar, bis sich die Räder wieder drehen. Dabei wird vorliegend unter dem Begriff Blockieren der Räder ein durch einen abrupten Stillstand der Räder bei Vorliegen einer Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein Grenzwert innerhalb einer bestimmten Zeit charakterisierter Betriebszustandsverlauf subsumiert.
Wird bei Vorliegen eines mit einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges korrespondierenden Ist-Lenkwinkels eine Kalibrierung durchgeführt, mittels der aus voneinander abweichenden Raddurchmessern der Räder einer Fahrzeugachse resultierende Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen der Räder ermittelt werden, und werden die ermittelten Soll-Drehzahlen der Räder in Abhängigkeit der über die Kalibrierung bestimmten Werte korrigiert, sind Radumfangsunterschiede durch abgefahrene Reifen oder unterschiedliche Luftdrücke der Räder einer antreibbaren Fahrzeugachse in gewünschtem Umfang kompensierbar. Dabei besteht die Möglichkeit, Drehzahlunterschiede innerhalb einer relativ engen Bandbreite zuzulassen. Im Gegensatz dazu werden sprunghafte Änderungen nicht toleriert und es wird ein Traktionsverlust aufgrund von Radschlupf angenommen. Des Weiteren besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass ein plötzlicher Luftdruckverlust im Bereich eines Rades eine solche sprunghafte Änderung auslöst.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Übertragungsfähigkeiten der den Querdifferentialen zugeordneten reibschlüssigen Schaltelemente auf ein Niveau eingestellt, von dem ausgehend ein Anheben der Betätigungskraft der Schaltelemente einen wenigstens annähernden sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit zur Folge hat. Hierfür werden die reibschlüssigen Schaltelemente idealerweise mit einer Betätigungskraft beaufschlagt, zu dem ein Sperrwert der reibschlüssigen Schaltelemente jeweils gleich null ist und ein Anheben der Betätigungskraft einen sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit der reibschlüssigen Schaltelemente bewirkt. Hierfür werden beispielsweise hydraulisch betätigte Kupplungen zur Darstellung einer möglichst schnellen Reaktionsfähigkeit und während der Darstellung eines Sperrwertes von 0% mit einem sogenannten Befülldruck beaufschlagt.
Um zu verhindern, dass ein Rad, das aktuell keine oder nur eine geringe Traktion hat, unvermittelt durchdreht, werden die Übertragungsfähigkeiten der den Querdifferentialen zugeordneten reibschlüssigen Schaltelemente jeweils auf ein Niveau eingestellt, zu dem ein spontanes Durchdrehen eines Rades einer Fahrzeugachse unterbleibt. Bei einer hydraulischen Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente entspricht der Betätigungsdruck einem sogenannten Basisdruck, mit dem ständig ein Grundsperrwert der reibschlüssigen Schaltelemente zwischen 0% und einem Maximalwert darstellbar ist.
Da beim Start des Fahrzeuges zunächst nicht festgestellt werden kann, ob im Bereich der Räder ausreichend Traktion zum Anfahren vorhanden ist, werden die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges auf Werte eingestellt, zu dem der Drehzahlausgleich im Bereich des jeweils zugeordneten Querdifferentials zwischen den Rädern einer Fahrzeugachse in definiertem Umfang gesperrt ist. Mittels dieser Vorgehensweise ist ein mögliches Durchrutschen von Rädern sofort nach der Inbetriebnahme des Fahrzeuges auf einfache Art und Weise vermeidbar.
Die Übertragungsfähigkeiten werden bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der Inbetriebnahme sukzessive so lange in Richtung der Niveaus reduziert, solange die positiven Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen und den Soll-Drehzahlen der Räder kleiner als die Schwellwerte sind, womit ein während Kurvenfahrten des Fahrzeuges erforderlicher Drehzahlausgleich jeweils zwischen Rädern einer Fahrzeugachse in gewünschtem Umfang darstellbar ist.
Wird die im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente jeweils über der Betriebszeit auftretende Reibleistung bestimmt und einem Grenzwert gegenübergestellt, sind unerwünschte thermische Belastungen auf einfache Art und Weise ermittelbar und gegebenenfalls ein sogenanntes Abkühlmodell zur Reduzierung der Betriebstemperaturen der reibschlüssigen Schaltelemente aktivierbar.
Bei einer besonders einfach durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die reibschlüssigen Schaltelemente zumindest zeitweise in einem vollständig geöffneten Betriebszustand, zu dem die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente gleich null sind, oder in einem vollständig geschlossenen Betriebszustand überführt, zu dem die Schaltelemente in einem schlupffreien Betriebszustand vorliegen, wenn die ermittelte Reibleistung größer als der Grenzwert ist.
Dabei besteht zusätzlich oder alternativ hierzu die Möglichkeit, einen vordefinierten Zustand des Fahrzeugantriebsstranges mit einer jeweils betriebszustandsabhängig gewählten Sperrkombination der Querdifferentiale und des Längsdifferentials einzustellen.
Werden die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung, einer Fahrzeugbeladung und der Lage des Schwerpunktes des Fahrzeuges bestimmt, wobei der Schwerpunkt in Abhängigkeit der Beladung ermittelt bzw. geschätzt wird, kann während Kurvenfahrten eine dynamische Gewichtsverlagerung mit geringem Aufwand ermittelt werden. Dabei wird während Kurvenfahrten der Effekt beobachtet, dass das kurveninnere Rad einer antriebbaren Fahrzeugachse, welches langsamer dreht, gegebenenfalls abhebt und Traktion verliert. Das mit höherer Drehzahl rotierende äußere Rad der antreibbaren Fahrzeugachse könnte aufgrund der dynamischen Gewichtsverlagerung wesentlich mehr Traktion übertragen. Durch gezieltes Betätigen der reibschlüssigen Schaltelemente der Querdifferentiale besteht nunmehr auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, einen Teil des dem langsamer drehenden kurveninneren Rad zugeführten Drehmomentes in Richtung des schneller drehenden kurvenäußeren Rades zu übertragen und einen Radschlupf zu minimieren sowie die Traktion des Fahrzeuges zu verbessern.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines geländegängigen Fahrzeuges mit Knicklenkung;
2 eine stark schematisierte Längsschnittansicht eines als Zwischenachsdifferential ausgeführten und stufenlos sperrbaren Längsdifferentials des Fahrzeugs gemäß 1;
3 eine schematisierte Darstellung eines stufenlos sperrbaren Querdifferentials des Fahrzeuges gemäß 1 mit zugeordnetem reibschlüssigem Schaltelement, das über ein analog wirkendes Ventil ansteuerbar ist; und
4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt ein geländegängiges Fahrzeug 1 mit einer Knicklenkung 2 sowie mit drei antreibbaren Fahrzeugachsen 3 bis 5. Dabei stellt die antreibbare Fahrzeugachse 3 eine Fahrzeugvorderachse dar, die einem in Bezug auf die Knicklenkung 2 vorderen Fahrzeugteil 1A des Fahrzeuges 1 zugeordnet ist. Die beiden weiteren antreibbaren Fahrzeugachsen 4 und 5 stellen Hinterachsen dar, die in Bezug auf die Knicklenkung 2 einem hinteren Fahrzeugteil 1B des Fahrzeuges 1 zugeordnet sind. Ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine 6 ist einem Fahrzeuggetriebe 7 als Getriebeeingangsmoment zur Verfügung stellbar. Im Bereich des Fahrzeuggetriebes 7 sind in Abhängigkeit der jeweiligen Ausführung des Fahrzeuggetriebes 7 entweder verschiedene Übersetzungsstufen bzw. Gangstufen mit definierten Übersetzungen für Vor- und Rückwärtsfahrt einlegbar oder es ist die Übersetzung des Fahrzeuggetriebes 7 stufenlos variierbar, wenn das Fahrzeuggetriebe als Stufenlosgetriebe, vorzugsweise als stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist.
Ein Getriebeausgangsmoment des Fahrzeuggetriebes 7 wird einem sogenannten Zwischenachsdifferential bzw. einem stufenlos sperrbaren Längsdifferential 8 zugeführt und von dort in Richtung der antreibbaren Fahrzeugachsen 3 und 4, 5 weitergeleitet. Dabei steht ein der antreibbaren Fahrzeugachse 3 zugeordnetes stufenlos sperrbares Querdifferential 9 in dargestelltem Umfang direkt mit dem Längsdifferential 8 in Wirkverbindung, womit ein vom Längsdifferential 8 in Richtung des Querdifferentials 9 geführter Teil des Getriebeausgangsmomentes des Fahrzeuggetriebes 7 in Fahrzeugquerrichtung zu Rädern 3A, 3B der antreibbaren Fahrzeugachse 3 weitergeleitet wird. Des Weiteren steht ein der antreibbaren Fahrzeugachse 4 zugeordnetes stufenlos sperrbares Querdifferential 10 über die Knicklenkung 2 mit dem Längsdifferential 8 in Wirkverbindung, während ein weiteres stufenlos sperrbares Querdifferential 11 der antreibbaren Fahrzeugachse 5 über das Querdifferential 10 mit der Knicklenkung 2 und damit dem Längsdifferential 8 gekoppelt ist.
Im Bereich der Räder 3A und 3B und auch im Bereich der Räder 4A, 4B bzw. 5A, 5B der weiteren antreibbaren Fahrzeugachsen 4, 5 sind jeweils Raddrehzahlsensoren 3C und 3D, 4C und 4D, 5C und 5D vorgesehen, über die jeweils Ist-Drehzahlen der Räder 3A bis 5B messtechnisch ermittelbar sind. Des Weiteren ist im Bereich der Knicklenkung 2 ein Lenkwinkelsensor 2A vorgesehen, mittels dem ein aktueller Ist-Lenkwinkel des Fahrzeuges 1 bestimmbar ist.
2 zeigt eine Längsschnittansicht des vorliegend als Planetengetriebe ausgebildeten Längsdifferentials 8. Das Getriebeausgangsmoment des Fahrzeuggetriebes 7 liegt bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform des Längsdifferentials an einem mit einer Getriebeausgangswelle 12 drehfest verbundenen Stirnrad 13 an, das mit einem Zahnradbereich des Planetenträgers 14 kämmt. Am Planetenträger 14 sind Planetenräder 15 drehbar gelagert, die sowohl mit einem Sonnenrad 16 als auch mit einem Hohlrad 17 in Eingriff stehen. Das über das Stirnrad 13 und den Planetenträger 14 eingeleitete Drehmoment wird zu einem Teil über das Sonnenrad 16 in Richtung der antreibbaren Fahrzeugachse 3 weitergeleitet, während der weitere Drehmomentanteil der Übersetzung des Planetengetriebes bzw. des Längsdifferentials 8 entsprechend über das Hohlrad 17 in Richtung der antreibbaren Fahrzeugachsen 4 und 5 abgetrieben wird. In Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Übersetzung des Längsdifferentials 8 ist die Verteilung in Richtung der Fahrzeugvorderachse 3 und in Richtung der beiden Fahrzeughinterachsen 4 und 5 gleich 1:1 oder es wird das anliegende Getriebeausgangsmoment des Fahrzeuggetriebes 7 mit hiervon abweichenden Verteilungsfaktoren zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen 3 bis 5 verteilt.
Des Weiteren bietet das Längsdifferential 8 in Kombination mit den Querdifferenzialen 9 bis 11 die Möglichkeit, die Räder 3A und 3B mit von den Drehzahlen der Räder 4A bis 5B abweichenden Drehzahlen betreiben zu können. Um die Ausgleichsfähigkeit des Längsdifferentials 8 während bestimmter Betriebszustandsverläufe des Fahrzeuges 1 ausschalten zu können, ist das Längsdifferential 8 mit einem reibschlüssigen Schaltelement 18 ausgeführt, das vorliegend als Lamellenkupplung ausgebildet ist. In Abhängigkeit der jeweils eingestellten Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 18 wird der Drehzahlunterschied zwischen dem Sonnenrad 16 und dem Hohlrad 17, die in vollständig geschlossenem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelementes 18 drehfest miteinander verbunden sind, ermöglicht oder verhindert.
3 zeigt eine schematisierte Darstellung des Querdifferentials 9 der antreibbaren Fahrzeugachse 3, welches im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die beiden weiteren Querdifferentiale 10 und 11 der antreibbaren Fahrzeugachsen 4 und 5 aufweist. Zugunsten der Übersichtlichkeit wird sowohl der konstruktive Aufbau als auch die Funktionsweise der Querdifferentiale 9 bis 11 lediglich anhand der Darstellung des Querdifferentials 9 gemäß 3 in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert und bezüglich der Funktionsweise und des konstruktiven Aufbaus der weiteren Querdifferentiale 10 und 11 auf die folgende Beschreibung zu 3 verwiesen.
Das Querdifferential 9 steht über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Antriebswelle 19, die vorliegend mit dem Sonnenrad 16 des Längsdifferentials 8 gekoppelt ist, und ein damit drehfest verbundenes Kegelrad 20 mit dem Längsdifferential in Wirkverbindung, das wiederum mit einem Tellerrad 21 in Eingriff steht. Das Tellerrad 21 ist drehfest mit einem Differentialkorb 22 verbunden, in dem Ausgleichskegelräder 23, 24 drehbar gelagert sind. Die Ausgleichskegelräder 23, 24 stehen in Eingriff mit Kegelrädern 25, 26, die wiederum drehfest mit zu den Antriebsrädern 3A, 3B führenden und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Radantriebswellen 3E, 3F verbunden sind. Dem Querdifferential 9 ist ebenfalls ein vorliegend als Lamellenkupplung ausgeführtes reibschlüssiges Schaltelement 27 zugeordnet, über das der Differentialkorb 22 in geschlossenem Zustand des Schaltelementes 27 drehfest mit der Radantriebswelle 3F verbunden ist. Damit ist in geschlossenem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelementes 27 des Querdifferentials 9 ein Drehzahlausgleich zwischen den Rädern 3A und 3B der antreibbaren Fahrzeugachse 3 vollständig gesperrt. Grundsätzlich ist die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 27 stufenlos auf mit einem Sperrgrad gleich 0% und einem Sperrgrad gleich 100 % korrespondierende Werten führbar, um im Betrieb des Fahrzeuges 1 gemeinsam mit den Querdifferentialen 10 und 11 zulässigen Schlupf im Bereich der Räder 3A bis 5B in gewünschtem Umfang einstellen zu können.
Neben der Ausführung des Fahrzeugs 1 mit jedem einzelnen Rad 3A bis 5B zugeordnetem Drehzahlsensor 3C bis 5D besteht bei zwei gekoppelt angetriebenen Hinterachsen 4 und 5 bzw. mit starrem Durchtrieb im hinteren Fahrzeugteil 1B ausgeführtem Fahrzeug 1 mit geringen Einschränkungen unter der Annahme, dass die beiden antreibbaren Fahrzeugachsen 4 und 5 sich wenigstens annähernd gleich verhalten, die Möglichkeit, auf die Radsensoren 4C und 4D zu verzichten.
Neben den Raddrehzahlsensoren 3C bis 5D und dem Lenkwinkelsensor 2A ist das Fahrzeug 1 zusätzlich mit einem Geschwindigkeitssensor 28, wie einem Radarsensor, einem Lidarsensor oder einem ein GPS-Signal aufnehmenden GPS-Sensor ausgebildet, über den die aktuelle Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges über Grund auf einfache Art und Weise direkt messtechnisch ermittelbar ist.
Grundsätzlich ist die Funktionsweise des Fahrzeuges 1 derart, dass bei einem Traktionsverlust eines der Räder 3A bis 5D bei gleichzeitig offenen Differentialen 8 bis 11 das gesamte Fahrzeug 1 nicht mehr antreibbar ist, da das Rad 3A bis 5D mit der geringsten Traktion die auf den vom Fahrzeug 1 befahrenen Untergrund 29 übertragbare Zugkraft bestimmt.
Um ein Liegenbleiben des Fahrzeuges 1 zu verhindern und gleichzeitig insbesondere während Kurvenfahrten einen erforderlichen Drehzahlausgleich zwischen den kurveninneren Rädern und den kurvenäußeren Rädern 3A bis 5B der antreibbaren Fahrzeugachsen 3 bis 5 darstellen zu können, wird zunächst über den Geschwindigkeitssensor 28 die aktuelle Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 bestimmt.
Im Anschluss daran werden unter Berücksichtigung des Ist-Lenkwinkels sowie des Abstandes 32G der Fahrzeugachsenmitte 3G der antreibbaren Fahrzeugachse 3 in Fahrzeuglängsrichtung von der Knicklenkung 2, des Abstandes 42G zwischen der Fahrzeugachsenmitte 4G der antreibbaren Fahrzeugachse 4 und der Knicklenkung 2 und des Abstandes 52G zwischen der Fahrzeugachsenmitte 5G der antreibbaren Fahrzeugachse 5 und der Knicklenkung 2 und der Spurbreiten der antreibbaren Fahrzeugachse 3 bis 5 in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit Soll-Drehzahlen der Räder 3A bis 5B berechnet. Dieser Vorgehensweise liegt die Kenntnis zugrunde, dass aus der vorgenannten Geometrie des Fahrzeuges 1 für einen vorgegebenen Ist-Lenkwinkel jeweils die Bahnen der Räder 3A bis 5B um deren momentanen Drehpol bestimmbar sind. Somit sind in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und des Ist-Lenkwinkels die Soll-Drehzahlen der Räder 3A bis 5B bestimmbar.
Um mit dem Fahrzeug 1 ungehindert eine Kurve durchfahren zu können, ist es erforderlich, dass im Bereich der Querdifferentiale 9 bis 11 ein Drehzahlausgleich zwischen dem langsamen kurveninneren Rad 3A oder 3B, 4A oder 4B, 5A oder 5B und dem schnelleren kurvenäußeren Rad 3B oder 3A, 4B oder 4A, 5B oder 5A zugelassen wird. Zusätzlich ist auch ein Drehzahlausgleich zwischen der Vorderachse 3 und den Fahrzeughinterachsen 4 und 5 im Bereich des Längsdifferentials 8 erforderlich. Für jede Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und für jeden vom Fahrzeug 1 durchfahrenen Kurvenradius gibt es pro antreibbare Fahrzeugachse 3 bis 5 zwischen den Rädern 3A und 3B, 4A und 4B, 5A und 5B und auch zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen 3 bis 5 jeweils eine zulässige Differenzdrehzahl.
Mittels eines Vergleichs zwischen den berechneten Soll-Drehzahlen und den gemessenen Ist-Drehzahlen der Räder 3A bis 5B ist auf einfache Art und Weise feststellbar, ob im Bereich der Räder 3A bis 5B Schlupf in Bahnrichtung vorliegt. Ist dies der Fall, sind die reibschlüssigen Schaltelemente 27 der Querdifferentiale 9 bis 11 in einem solchen Umfang betätigbar, dass unzulässige Drehzahldifferenzen im Bereich der Ausgleichsgetriebe vermieden werden, wobei hierfür eine stetige Regelung des Sperrwertes der reibschlüssigen Schaltelemente 27 vorgesehen wird.
Grundsätzlich können sich die Ausgleichskegelräder 23 und 24 der Querdifferentiale 9 bis 11 nicht mehr in gleicher Weise am Antriebsrad 25 oder 26 des jeweiligen Rades 3A bis 5B abstützen, wenn ein Rad 3A bis 5B einer Fahrzeugachse 3 bis 5 die Traktion verliert, weil der Rollreibungswert zwischen Rad 3A bis 5B und dem Untergrund 29 zu gering ist, um die Übertragung des anliegenden Drehmomentes zu ermöglichen. Dies führt dazu, dass die Ausgleichskegelräder 23 und 24 der Querdifferentiale 9 bis 11 in Drehung versetzt werden. Jeweils das Rad 3A bis 5B mit geringerer Traktion dreht dann mit der Drehzahl des Differentialkorbes 22 plus der Drehzahl des Ausgleichskegelrades 25 oder 26, während das Rad mit guter Traktion mit der Drehzahl des Differentialkorbes 22 minus der Drehzahl des zugehörigen Ausgleichskegelrades 26 oder 25 rotiert. Daraus resultiert eine Tendenz, das Rad 3A bis 5B mit geringerer Traktion zu beschleunigen und damit ein Durchrutschen im Bereich dieses Rades 3A bis 5B zu verstärken. Da die am Ausgleichskegelrad 25 oder 26 an beiden Zahneingriffen gleich groß sind, wird auch an das Rad mit guter Traktion nur die Kraft übertragen, die auch an das Rad mit geringerer Traktion geleitet wird.
Um zu verhindern, dass eines der Räder 3A bis 5B, welches keine oder nur eine geringe Traktion hat, unvermittelt durchdreht, werden die reibschlüssigen Schaltelemente 18 der Querverteilergetriebe 9 bis 11 vorliegend über den reibschlüssigen Schaltelementen 27 zugeordnete analoge Ventile 30 bzw. Proportionalventile mit einem Basisdruck ständig auf einem Grundsperrwert zwischen 0% und einem Maximalwert gehalten. Auch bei einem Sperrwert von null Prozent der reibschlüssigen Schaltelemente 27 der Querdifferentiale 9 bis 11 werden die reibschlüssigen Schaltelemente 27 für eine schnelle Reaktionsfähigkeit auf einem Befülldruck gehalten.
Da beim Start des Fahrzeuges 1 zunächst nicht festgestellt werden kann, ob im Bereich der Räder 3A bis 5B ausreichend Traktion für einen Anfahrvorgang des Fahrzeuges 1 vorhanden ist, wird zur Vermeidung eines möglichen Durchrutschens der Räder 3A bis 5B zunächst ein Betätigungsdruck für die reibschlüssigen Schaltelemente 27 der Querdifferentiale 9 bis 11 sowie das reibschlüssige Schaltelement 18 des Längsdifferentials 8 angelegt und die Querdifferentiale 9 bis 11 sowie das Zwischenachsdifferential 8 werden in definiertem Umfang gesperrt. Wird anschließend während des Betriebes des Fahrzeuges 1 im Bereich der Räder 3A bis 5B kein Schlupf festgestellt, werden die Betätigungsdrücke der reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 des Längsdifferentials 8 und der Querdifferentiale 9 bis 11 soweit vermindert, dass beispielsweise Kurvenfahrten des Fahrzeuges 1 uneingeschränkt durchführbar sind.
Um unzulässig hohe Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 des Längsdifferentials 8 und der Querdifferentiale 9 bis 11 zu vermeiden, wird die jeweils im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 anfallende Reibarbeit aufsummiert und mit einem zulässigen Grenzwert verglichen. Dabei besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Möglichkeit, ein Abkühlmodell zu aktivieren und mitzurechnen.
Erreichen die reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 jeweils einen zulässigen Grenzwert, werden die reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 je nach Zustand des Systems für einen definierten Zeitraum entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen. Dabei besteht wiederum die Möglichkeit, einen vordefinierten Zustand mit einer bestimmten Sperrenkombination im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 einzustellen.
4 zeigt ein Blockschaltbild einer im Bereich eines in 1 dargestellten Getriebesteuergerätes 7A durchgeführten bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie aus der Darstellung gemäß 4 hervorgeht, werden einem ersten Block B1 als Eingangswerte der Ist-Lenkwinkel List, die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit Vist, die Fahrzeuggeometrie Fgeo, d. h. die Abstände 32G, 42G und 52G sowie die Spurbreite, die Übersetzung i3 im Bereich der Vorderachse und die Übersetzungen i4, i5 der Hinterachsen 4, 5 sowie die Raddurchmesser D3A bis D5B zugeführt.
In Abhängigkeit der letztgenannten Eingangsgrößen des ersten Blockes B1 werden im Bereich des Blockes B1 die Soll-Drehzahlen n3A_soll bis n5B_soll der Räder 3A bis 5B bestimmt und einem zweiten Block B2 neben zulässigen Raddifferenzdrehzahlen dn3AB zwischen den Rädern 3A und 3B, dn4AB zwischen den Rädern 4A und 4B sowie dn5AB zwischen den Rädern 5A und 5B als Eingangswerte zugeführt. Des Weiteren erhält der zweite Block B2 von den Raddrehzahlsensoren 3C bis 5D Drehzahlinformationen über die aktuellen Ist-Drehzahlen n3A_ist bis n5B_ist der Räder 3A bis 5B, um jeweils im Bereich der Räder 3A bis 5B einen eventuellen Schlupf bestimmen zu können.
Der Soll-Ist-Abgleich des zweiten Blockes B2 wird einem dritten Block B3 neben einer aktuell im Fahrzeuggetriebe 7 eingelegten Übersetzung i7, einem Antriebsmoment m6 der Antriebsmaschine 6, einer Fahrzeuglängsneigung α sowie einer Beladungsinformation Ma1 des Fahrzeuges 1 als Eingangswert zugeführt und eine aktuell im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 27 der Querdifferentiale 9 bis 11 anzulegende Betätigungskraft ermittelt.
Während eines sich an den dritten Block B3 anschließenden vierten Blockes B4 wird in Abhängigkeit der im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 27 anzulegenden Betätigungskraft, einer Drehzahlregelung, einer aktuell ermittelten Schaltarbeit sowie eines Temperaturmodells die Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente 27 und vorzugsweise auch des reibschlüssigen Schaltelementes 18 des Längsdifferentials 8 eingestellt, um einerseits einen gewünschten Drehzahlausgleich in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung darstellen zu können und andererseits unzulässig hohen Schlupf im Bereich der Räder 3A bis 5B zu vermeiden sowie eine Überlastung der reibschlüssigen Schaltelemente 18 und 27 in gewünschtem Umfang zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Knicklenkung
2A: Lenkwinkelsensor
3: Fahrzeugachse
3A, B: Rad
3C, D: Raddrehzahlsensor
3E, F: Radantriebswelle
3G: Fahrzeugachsenmitte
4: Fahrzeugachse
4A, B: Rad
4C, D: Raddrehzahlsensor
4G: Fahrzeugachsenmitte
5: Fahrzeugachse
5A, B: Rad
5C, D: Raddrehzahlsensor
5G: Fahrzeugachsenmitte
6: Antriebsmaschine
7: Fahrzeuggetriebe
7A: Getriebesteuergerät
8: Zwischenachsdifferential, Längsdifferential
9 bis 11: Querdifferential
12: Getriebeausgangswelle
13: Stirnrad
14: Planetenträger
15: Planetenrad
16: Sonnenrad
17: Hohlrad
18: reibschlüssiges Schaltelement
19: Antriebswelle
20: Kegelrad
21: Tellerrad
22: Differentialkorb
23, 24: Ausgleichskegelrad
25, 26: Kegelrad
27: reibschlüssiges Schaltelement
28: Geschwindigkeitssensor
29: Untergrund
30: Ventil
32G, 42G, 52G: Abstand
B1 bis B4: Block
D3A bis D5B: Raddurchmesser
dn3AB, dn4AB, dn5AB: Raddifferenzdrehzahl
Fgeo: Fahrzeuggeometrie
i3: Übersetzung der Fahrzeugvorderachse
i4, i5: Übersetzung der Fahrzeughinterachse
i7: Übersetzung des Fahrzeuggetriebes
List: Ist-Lenkwinkel
m6: Antriebsmoment der Antriebsmaschine
Ma1: Beladungsinformation des Fahrzeuges
n3A_ist bis n5B_ist: Ist-Drehzahl der Räder
n3A_soll bis n5B_soll: Soll-Drehzahl der Räder
Vist: Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit
α: Fahrzeuglängsneigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012/149250 A2 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges (1) mit Knicklenkung (2), das jeweils im Bereich der über die Knicklenkung (2) miteinander verbundenen Fahrzeugbereiche (1A, 1B) wenigstens eine antreibbare Fahrzeugachse (3 bis 5) aufweist, die über ein stufenlos sperrbares Längsdifferential (8) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei im Bereich jeder antreibbaren Fahrzeugachse (3 bis 5) ein stufenlos sperrbares Querdifferential (9 bis 11) vorgesehen ist, mittels dem Differenzdrehzahlen zwischen auf einer Fahrzeugseite angeordneten Rädern (3A bis 5A) der Fahrzeugachsen (3 bis5) und auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite vorgesehenen Rädern (3B bis 5B) der Fahrzeugachsen (3 bis5) darstellbar sind, wobei die Differenzdrehzahlen durch Variieren der Übertragungsfähigkeiten von den Querdifferentialen (9 bis11) zugeordneten reibschlüssigen Schaltelementen (27) betriebszustandsabhängig minimierbar sind, und wobei im Betrieb des Fahrzeuges Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) über Drehzahlsensoren (3C bis 5D) sowie ein aktueller Ist-Lenkwinkel (List) über einen Lenkwinkelsensor (2A) messtechnisch ermittelt werden und zusätzlich eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) über einen Geschwindigkeitssensor (28) messtechnisch ermittelt wird und unter Berücksichtigung des Ist-Lenkwinkels (List) sowie des Abstandes (32G, 42G, 52G) der Fahrzeugachsenmitten (3G, 4G, 5G) in Fahrzeuglängsrichtung von der Knicklenkung (2) und der Spurbreiten der antreibbaren Fahrzeugachsen (3 bis 5) in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) berechnet werden, wobei bei Vorliegen positiver Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) größer als ein Schwellwert die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente (27) jeweils auf ein die Abweichungen auf Werte kleiner oder gleich dem Schwellwert führendes Niveau eingestellt werden.
Verfahren zum Betreiben eines geländegängigen Fahrzeuges (1) mit einer Antriebsmaschine (6), mit einem damit wirkverbundenen Getriebe (7) und mit einer Knicklenkung (2), das jeweils im Bereich der über die Knicklenkung (2) miteinander verbundenen Fahrzeugbereiche (1A, 1B) wenigstens eine antreibbare Fahrzeugachse (3 bis 5) aufweist, die über ein stufenlos sperrbares Längsdifferential (8) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei im Bereich jeder antreibbaren Fahrzeugachse (3 bis 5) ein mit dem Getriebe (7) gekoppeltes stufenlos sperrbares Querdifferential (9 bis 11) vorgesehen ist, mittels den Differenzdrehzahlen zwischen auf einer Fahrzeugseite angeordneten Rädern (3A bis 5A) der Fahrzeugachsen (3 bis 5) und auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite vorgesehenen Rädern (3B bis 5B) der Fahrzeugachsen (3 bis 5) darstellbar sind, wobei die Differenzdrehzahlen durch Variieren der Übertragungsfähigkeiten von den Querdifferentialen (9 bis 11) zugeordneten reibschlüssigen Schaltelementen (27) betriebszustandsabhängig minimierbar sind, und wobei im Betrieb des Fahrzeuges Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) über Drehzahlsensoren (3C bis 5D) sowie ein aktueller Ist-Lenkwinkel (List) über einen Lenkwinkelsensor (2A) messtechnisch ermittelt werden und zusätzlich eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Ist-Ausgangsdrehzahl des Getriebes (7) berechnet und gleich der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) gesetzt wird, wobei unter Berücksichtigung des Ist-Lenkwinkels (List) sowie des Abstandes (32G, 42G, 52G) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Fahrzeugachsenmitten (3G, 4G, 5G) und der Knicklenkung (2) sowie der Spurbreiten der antreibbaren Fahrzeugachsen (3 bis 5) in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) berechnet werden, und wobei bei Vorliegen positiver Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) größer als ein Schwellwert die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente (27) jeweils auf ein die Abweichungen auf Werte kleiner oder gleich dem Schwellwert führendes Niveau eingestellt werden und die Drehzahl der Antriebsmaschine (6) wenigstens annähernd auf dem Drehzahlniveau gehalten wird, das die Antriebsmaschine (6) vor Überschreiten des Schwellwertes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Schwellwerte der Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) in Abhängigkeit der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (Vist) und des Ist-Lenkwinkels (List) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwerte der Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) in Abhängigkeit einer Drehzahldifferenz zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) bestimmt werden, zu der ein betriebszustandsabhängig erforderlicher Drehzahlausgleich zwischen den Rädern (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) im Bereich des dieser Fahrzeugachse (3 bis 5) zugeordneten Querdifferentials (9 bis 11) vorliegt und Belastungen im Bereich des Querdifferentials (9 bis 11) kleiner sind als die Funktionsweise des Querdifferentials (9 bis 11) irreversibel beeinträchtigende Belastungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen negativer Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) größer als ein weiterer Schwellwert oder bei Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) wenigstens annähernd gleich null ein Bremsmoment der Antriebsmaschine (6) und/oder eines Retarders des Fahrzeuges (1) in einem die Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) auf ein vordefiniertes Niveau anhebenden Umfang reduziert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines mit einer Geradeausfahrt korrespondierenden Ist-Lenkwinkels (List) eine Kalibrierung durchgeführt wird, mittels der aus voneinander abweichenden Raddurchmessern (D3A bis D5B) der Räder (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) resultierende Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) der Räder (3A bis 5B) ermittelt werden, wobei die ermittelten Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) in Abhängigkeit der über die Kalibrierung ermittelten Werte korrigiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeiten der den Querdifferentialen (9 bis 11) zugeordneten reibschlüssigen Schaltelemente (27) auf ein Niveau eingestellt werden, von dem ausgehend ein Anheben der Betätigungskraft der Schaltelemente (27) einen wenigstens annähernden sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit zur Folge hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeiten der den Querdifferentialen (9 bis 11) zugeordneten reibschlüssigen Schaltelemente (27) auf ein Niveau eingestellt werden, zu dem ein spontanes Durchdrehen eines Rades (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) unterbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente (27) bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges (1) auf Werte eingestellt werden, zu dem der Drehzahlausgleich im Bereich des jeweils zugeordneten Querdifferentials (9 bis 11) zwischen den Rädern (3A bis 5B) einer Fahrzeugachse (3 bis 5) in definiertem Umfang gesperrt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente (27) nach der Inbetriebnahme sukzessive so lange in Richtung der Niveaus reduziert werden, solange die positiven Abweichungen zwischen den Ist-Drehzahlen (n3A_ist bis n5B_ist) und den Soll-Drehzahlen (n3A_soll bis n5B_soll) der Räder (3A bis 5B) kleiner als die Schwellwerte sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente (18, 27) jeweils über der Betriebszeit auftretende Reibleistung bestimmt und einem Grenzwert gegenübergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die reibschlüssigen Schaltelemente (18, 27) zumindest zeitweise in einen vollständig geöffneten Betriebszustand, zu dem die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente (18, 27) gleich null sind, oder in einen vollständig geschlossenen Betriebszustand, zu den die Schaltelemente (18, 27) in einem schlupffreien Betriebszustand vorliegen, überführt werden, wenn die ermittelte Reibleistung größer als der Grenzwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente (18, 27) in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung, einer Beladung und der Lage des Schwerpunktes des Fahrzeuges (1) bestimmt werden, wobei der Schwerpunkt in Abhängigkeit der Beladung ermittelt wird.