EP1663693A1 - Antriebsstrang eines allradfahrzeuges mit kupplungen und verfahren zum steuern und regeln der kupplungen des antriebsstranges - Google Patents

Antriebsstrang eines allradfahrzeuges mit kupplungen und verfahren zum steuern und regeln der kupplungen des antriebsstranges

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EP1663693A1
EP1663693A1 EP04765432A EP04765432A EP1663693A1 EP 1663693 A1 EP1663693 A1 EP 1663693A1 EP 04765432 A EP04765432 A EP 04765432A EP 04765432 A EP04765432 A EP 04765432A EP 1663693 A1 EP1663693 A1 EP 1663693A1
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EP
European Patent Office
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clutch
drive
clutches
vehicle
transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04765432A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Baasch
Gerhard Gumpoltsberger
Christoph Pelchen
Barbara Schmohl
Ulrich Mair
Thomas Rosemeier
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a drive train of an all-wheel-drive vehicle with at least two drivable vehicle axles and with a main transmission arranged between a drive machine and the vehicle axles, and a method for controlling and regulating such a drive train.
  • a drive torque of a drive train generated by a drive machine is introduced into a transmission and, depending on a converted variable corresponding to the transmission ratio set in the transmission, is led to drive wheels of the vehicle.
  • vehicles such as four-wheel drive cars or four-wheel drive trucks, which are designed with a plurality of drivable vehicle axles
  • the power of a drive machine in the drive train of such a vehicle is distributed to vehicle axles which are each connected to the power flow.
  • differential gears are usually used for power distribution, with longitudinal differentials, viewed in the direction of travel, being used for longitudinal distribution of the drive power of the drive machine to a plurality of driven vehicle axles of a vehicle.
  • transverse differentials or differential gears are used in relation to the direction of travel of a vehicle for a transverse distribution of the drive power to drive wheels of a vehicle axle.
  • bevel gear differentials spur gear differentials in planetary design or also worm gear differentials represent types of differential gears that are conventionally used in practice.
  • spur gear differentials are mostly used as longitudinal differentials because of the possibility of asymmetrical torque distribution.
  • bevel gear differentials have become a standard for transverse compensation in vehicles, and worm gear differentials are used both for longitudinal distribution and for transverse distribution of drive torque or transmission output torque in the drive train.
  • clutch-controlled all-wheel drives in which clutches, such as multi-plate clutches, are used with a clutch torque that can be adjusted from the outside.
  • the clutch torque can be selected according to the current driving state of the vehicle. In this way it is possible to adapt the torque distribution between the front and rear axles to the dynamic axle load changes, i.e. depending on acceleration, incline, load etc.
  • this object is achieved with a drive train according to the features of patent claim 1 and a method for controlling and regulating a drive train according to the features of patent claim 8.
  • an all-wheel drive vehicle which is designed with at least two drivable vehicle axles, with a main transmission between a prime mover and the main axles arranged to represent different gear ratios, and with three controllable and controllable frictional clutches, a first clutch between the main transmission and a first vehicle axle and a second clutch and a third clutch are each arranged between an axle transmission connected downstream of the main transmission and a drive wheel of the second vehicle axle, and the transmission capabilities of the clutches can each be set via an actuator system, a drive torque of the drive machine is both in The longitudinal direction between the drivable vehicle axles and in the transverse direction on one of the vehicle axles depending on the variable transmission capabilities of the couplings.
  • the respective arrangement of the second clutch and the third clutch between the axle drive and one of the drive wheels of the second vehicle axle enables the transverse distribution of the drive torque applied to the second vehicle axle in the drive train, so that the operating conditions of the drive train deteriorating the driving behavior of a vehicle in a simple manner counteracted and agility and driving stability, for example when cornering, can be improved.
  • the transmission capabilities of the three clutches are set to distribute a drive torque between the drivable vehicle axles such that one of the clutches is operated in a synchronous state while the other two clutches are operated slipping improvable.
  • the transmission capacity of the clutches, which are operated in a slip manner is varied between a lower limit value and an upper limit value, which corresponds to a synchronous state of the two clutches.
  • the drive torque can be distributed in any ratio, that is, with degrees of longitudinal distribution of the drive torque between 0% and 100%, between the drivable vehicle axles as required and in an efficiency-optimized manner.
  • a part of the drive torque supplied to the second vehicle axle is in any ratio, i. H. with degrees of transverse distribution of the drive torque between 0% and 100%, can also be distributed between the drivable drive wheels of the second vehicle axle as required and in an efficiency-optimized manner.
  • the method according to the invention in the control and regulation of the drive train offers the possibility of operating one of the three clutches in a slip-free state, while the other two clutches are operated at a low differential speed resulting from the required drive power distribution, which in itself advantageously reduce power losses in the drive train, which leads to a good efficiency of the drive train.
  • the driving operation of a vehicle designed with the drive train according to the invention is advantageously also ensured when two of the three clutches have a functional failure.
  • Fig.l is a highly schematic representation of a drive train of an all-wheel drive vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 shows a graphical representation of a relationship between transmission capabilities of a first clutch, a second and a third clutch of the drive train according to FIG. 1 and a longitudinal distribution of the drive torque between two drivable vehicle axles of the drive train; 3 shows a further graphical representation of a relationship between the transmission capabilities of the second clutch and the third clutch of the drive train according to FIG. 1 and a degree of transverse distribution of the drive torque between the drive wheels of the second vehicle axle; 4 shows a schematic diagram of part of an actuator for setting the transmission capacity of the second clutch and the third clutch from FIG. 1; and
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of part of an actuator for setting the transmission capacity of the first clutch from FIG. 1.
  • a drive train 1 of an all-wheel drive vehicle is shown in a highly schematic representation.
  • the drive train 1 comprises a drive unit 2 and a main transmission 3, which can be any transmission known per se from practice.
  • the drive unit 2 is designed as an internal combustion engine and, in an advantageous development, can also be designed as an electric motor.
  • a first clutch k_VA is arranged in a longitudinal drive train 1_HA between the main transmission 3, which is provided to represent different gear ratios, and a first drivable vehicle axle 4, which is connected in a known manner on each side of the vehicle to at least one drive wheel 4A, 4B.
  • the first clutch k_VA is arranged between the main transmission 3 and a device 6 for compensating for differential speeds between the drive wheels 4A and 4B of the first vehicle axle 4, the device 6 in the present case being designed as a transverse distributor gear known per se.
  • a ntriebsizer 5A, 5B of the second vehicle axle 5 is a two-te coupling k_HA_L or a third clutch k_HA_R arranged in cross-distribution lines q_HA_L and q_HA_R.
  • the transverse distribution of the part of the drive torque supplied to the second vehicle axle 5 is carried out via the variably adjustable transmission capabilities of the two clutches k_HA_L and k_HA_R, one of the two clutches k_HA_L and k_HA_R preferably being operated in a synchronous state and the other clutch in each case k_HA_R or k_HA_L is operated slipping.
  • a degree of transverse distribution of the part of the drive torque supplied to the second vehicle axle 5 between 0% and 100% based on one of the two drive wheels 5A or 5B can be achieved.
  • the degree of transverse distribution is related to the activation of the second clutch k_HA_L of the third clutch k_HA_R in such a way that the entire portion of the Drive torque, which, that drive wheel 5A or 5B is supplied to 100% is the second vehicle axle leads 5 supplied ⁇ which the synchronously operated clutch k_HA_R or k_HA_L downstream, if the other coupling k_HA_L or k_HA_R the transverse distributor strands q_HA_L and q_HA_R with such a reduced transmission capacity is operated that no torque is transmitted via this clutch.
  • the three clutches k_VA, k_HA_L and k_HA_R of the drive train 1 are designed here as control and controllable frictional multi-plate clutches, the transmission capabilities of which can be set via an actuator system 8 shown in FIGS. 4 and 5 and the output side of a transmission output of a transmission unit in FIG. 1 only schematically shown transfer case 9 are arranged.
  • the three clutches k_VA, k_HA_L and k_HA_R it is possible to distribute a drive torque of the drive machine 2 or a transmission output torque of the main transmission 3 variably and as required between the two drivable vehicle axles 4, 5.
  • Fig. 2 shows three highly schematic curves, a first curve gk_VA which a course of a transmission capacity of the first clutch ⁇ k_VA between a lower limit value W (u) and an upper limit value W (O).
  • Another profile gk_HA represents the profile of the transmission capability of the second clutch k_HA_L or the third clutch k_HA_R, which corresponds to the profile gk_VA of the transmission capability of the first clutch k_VA.
  • a third course lvt graphically represents the course of a longitudinal distribution of the drive torque between the two vehicle axles 4 and 5, the first vehicle axle 4 in the present case representing the front axle (VA) and the second vehicle axle 5 the rear axle (HA) of an all-wheel-drive vehicle.
  • the basic principle of controlling the three clutches k_VA, k_HA_L and k_HA_R of the drive train is that one of the three clutches k_VA, k_HA_L or k_HA_R is operated in a synchronous state over the entire operating range of drive train 1, while the other two clutches k_HA_R and k_HA_L or k_HA_R and K_VA or k_HA_L and k_VA are operated in a slipping manner in order to be able to set the longitudinal distribution degree lvt of the drive torque between the two vehicle axles 4 and 5 as required between 0% and 100% based on one of the two vehicle axles 4 or 5.
  • the joint graphical representation of the transmission capabilities of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R in FIG. 2 was selected because when the first clutch k_VA is open and a synchronous state of one of the two clutches k_HA_L or k_HA_R, the drive torque of the internal combustion engine 2 is fully applied the second vehicle axle 5 is guided.
  • the first clutch k_VA and the synchronously operated second clutch k_HA_L or third clutch k_HA_R are open, the drive torque is guided completely in the direction of the second vehicle axle 5, regardless of the set transmission capacity of the third clutch k_HA_R or the second clutch k_HA_L.
  • the transmission capability of the second clutch k_HA_L is controlled and regulated in the range between point I and a second point II of the diagram according to FIG. 2 such that the second clutch k_HA_L remains in its synchronous state.
  • the transmission capacity of the third clutch k_HA_R is not essential for the course of the longitudinal distribution degree lvt of the drive torque and can be used to set a desired transverse distribution degree qvt of the second vehicle axle 5
  • the longitudinal distribution degree lvt is initially only changed by changing the transmission capacity of the first clutch k_VA, which is shown graphically in FIG. 2 by the curve gk_VA of the transmission capacity of the first clutch k_VA.
  • the transmission capacity of the first clutch k_VA is changed between points I and II from its lower limit value W (u), at which the first clutch k_VA does not transmit any torque, in the direction of the upper limit value W (o) of the transmission capacity, at which the first clutch k_VA is also in its synchronous state.
  • W (u) the lower limit value
  • W (o) the upper limit value
  • the transmission capacity of the first clutch k_VA is continuously increased in the range between point I and point II.
  • the longitudinal distribution degree lvt of the drive torque between the two vehicle axles 4 and 5 changes, since k VA increases with the transmission capacity of the first clutch an increasing part of the drive torque is guided in the direction of the front vehicle axis 4.
  • the transmission capability of the first clutch k_VA is regulated and controlled in such a way that the first clutch k_VA is kept in its synchronous state.
  • the transmission capacity of the second clutch k_HA_L is continuously reduced in the direction of the lower limit value W (u) of the transmission capacity, based on the upper limit value W (o) of the transmission capacity, at which the second clutch k_HA_L is synchronous, at which the second clutch k_HA_L essentially no longer transmits torque in the direction of the rear vehicle axle 5.
  • the profile lvt of the longitudinal distribution degree lvt of the drive torque between the vehicle axles 4 and 5 increases with increasing reduction in the transmission capacity of the second clutch k_HA_L up to its maximum value in point III, at which the drive torque is completely, ie 100% is transmitted to the front axle 4, the transmission capability of the third clutch k_HA_R in point III also being set to the lower limit value W (u).
  • W the transmission capability of the third clutch k_HA_R in point III
  • a ⁇ is adjustable, that the first clutch k_VA is operated in its syn-synchronous state and the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R are operated simultaneously slipping.
  • the drive torque is then 100% guided to the first vehicle axle 4 when the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R no longer transmit torque.
  • Transfer case 9 advantageously the possibility of executing the main transmission 3 without a separate starting element, such as a hydrodynamic torque converter or a frictional starting clutch, or having to integrate a starting element as an additional component in the drive train, since either the first clutch k_VA, the second clutch k_HA_L and / or the third clutch k_HA_R or all three clutches can take over the function of a starting element.
  • a separate starting element such as a hydrodynamic torque converter or a frictional starting clutch
  • the main transmission 3 is designed, for example, as a continuously variable transmission with a chain variator, there is advantageously the possibility of adjusting the variator in its starting ratio when the vehicle is stationary, since the stationary output of the vehicle is separated from the main transmission 3 when the clutches k_VA, k_HA_L and k_HA_R are open ,
  • Another profile gk_HA_R represents the profile of the transmission capability of the third clutch k_HA_R, which corresponds to the profile gk_HA_L of the second clutch k_HA_L.
  • a third curve qvt graphically represents the curve of a degree of transverse distribution of the part of the drive torque supplied to the second vehicle axle 5 between the two drive wheels 5A and 5B of the second vehicle axle 5.
  • the transmission capability of the first clutch k_HA_L is regulated and controlled in this way. ensures that the first clutch k_HA_L is kept in its synchronous state.
  • the transmission capacity of the third clutch k_HA_R is changed from its lower limit value W (u), at which it does not transmit any torque, in the direction of the upper limit value W (o) of transmission capacity, at which the third clutch k_HA_R also changes in synchronism Condition.
  • the transmission capability of the third clutch k_HA_R is regulated and controlled in such a way that the third clutch k_HA_R is kept in its synchronous state.
  • the transmission capability of the second clutch k_HA_L is steadily reduced, starting from the upper limit value W (o) of the transmission capability, at which the second clutch k_HA_L is synchronous, in the direction of the lower limit value W (u) of the transmission capability, at which the second clutch k_HA_L im Essentially no longer transmits torque in the direction of the first drive wheel 5A of the second vehicle axle 5.
  • the profile qvt of the degree of transverse distribution of the part of the drive torque supplied to the second vehicle axle 5 increases with increasing reduction in the transmission capacity of the second clutch k_HA_L up to its maximum value in point VI, at which the second Part of the drive torque supplied to the vehicle axle 5 is completely transmitted to the second drive wheel 5B of the second vehicle axle 5.
  • An improvement in the efficiency of the drive train in the area of the second vehicle axle is achieved by the above-described procedure for controlling and regulating the second and third clutches k_HA_L or k_HA_R, since one of the two clutches k_HA_L or k_HA_R is always operated without slip, while the other clutch k_HA_R or k_HA_L with a drive power distribution dependent on the operating situation tion in the drive train in the region of the second vehicle axle 5 corresponding differential speed is operated.
  • this operating strategy the friction losses can be minimized with all the advantages of a clutch-controlled all-wheel drive in the area of a vehicle axle.
  • the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R are both only operated simultaneously when the first clutch k_VA is operated in its synchronous state to set a desired degree of longitudinal distribution lvt in the manner described in FIG. 2.
  • FIGS. 4 and 5 a part of the actuator system 8, shown only schematically in FIG. 1, for controlling and regulating the three clutches k_VA, k_HA_L and k_HA_R is shown, the part of the actuator system 8 shown in FIG Actuation of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R is carried out by means of two actuators 11 and 12.
  • the actuators 11 and 12 each drive two ball screws 13 and 14 to actuate the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R.
  • the actuation of the actuators 11 and 12 is coupled to one another such that an actuation of the second clutch k_HA_L or the third clutch k_HA_R corresponds to the actuation of the third clutch k_HA_R or the second clutch k_HA_L and an actuation of the first clutch k_VA.
  • the actuation of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R is to change the degree of transverse distribution gvt such that the transmission capacity of the second clutch k HA L or third clutch k_HA_R is varied, while the transmission capability of the third clutch k_HA_R or the second clutch k_HA_L is kept constant at a value which preferably brings about a synchronous state of the second clutch k_HA_L or the third clutch k_HA_R.
  • the actuator system 8 for the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R is designed with the actuators 11 and 12, each designed as an electric motor, whose rotary drive movements by means of the ball screws 13 and 14 or the converter devices into a linear actuation movement for the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R are convertible.
  • the ball screws 13 and 14 are each designed with a nut 13A and 14A, with ball screws 13B, 14B and with spindles 13C and 14C.
  • the nuts 13A and 14A can be driven in rotation by the electric motors 11, 12 and are fixed in the axial direction. Furthermore, the nuts 13A and 14A are operatively connected to the spindles 13C and 14C via the ball screw 13B and 14B.
  • the spindles 13C and 14C of the ball screws 13 and 14 are connected in a rotationally fixed manner to components 15 fixed to the housing and are displaceable in the axial direction of the nuts 13A and 14A in such a way that rotation of the nuts 13A and 14A in each case one in the axial direction of the ball screws 13 and 14 directional translational movement of the spindles 13C and 14 C results.
  • the second clutch k_HA_L and third clutch k__HA_R which are each designed as multi-plate clutches, or their disk packs 16 and 17 are open or in frictional engagement depending on an axial position of the spindles 13C and 14C of the ball screws 13 and 14.
  • Inner disks 16A and 17A of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R are rotatably connected to a drive shaft 18, via which the part of the transmission output torque of the main transmission 3 supplied to the second vehicle axle 5 is applied to the second clutch k_HA__L and the third clutch k_HA_R.
  • Outer plates 16B and 17B are in turn connected to the first drive wheel 5A or the second drive wheel 5B of the second vehicle axle 5.
  • the adjustment of the spindles 13C and 14C of the ball screws 13 and 14 in the axial direction is dependent on the directions of rotation of the nuts 13A and 12 starting from the electric motors 12 14A dependent.
  • the electric motors 11 and 12 are controlled as a function of the transmission capabilities of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R to be set in each case.
  • the spindles 13C and 14C are each translationally moved in the direction of the disk packs 16 and 17 in order to increase the transmission capacity of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R.
  • the spindle 13C of the first ball screw drive 13 or the spindle 14C of the second ball screw Drive 14 is moved in the direction of the second ball screw 14 or the first ball screw 13 in order to reduce the transmission capacity of the second clutch k_HA_L or the transmission capacity of the third clutch k_HA_R by reducing the contact forces between the outer plates 16B and 17B and the inner plates 16A and 17A.
  • the two nuts 13A and 14A are supported in the axial direction of the part of the actuator system 8 shown in FIG. 4 via cylindrical roller bearings 19 and 20 in the axial direction against a bevel gear 21 which is operatively connected to the drive shaft 18. Furthermore, further tapered roller bearings 22 and 23 are arranged between the disk packs 16 and 17 of the second clutch k_HA_L and the third clutch k_HA_R, via each of which an axial actuation movement of the spindle 13C or 14C on the disk pack 16 or 17 of the second clutch k_HA_L or the third Coupling k_HA_R can be applied.
  • FIG. 5 shows a further part of the actuator system 8, which is provided to control the first clutch k_VA.
  • This part of the actuator system 8 essentially corresponds to the part of the actuator system 8 shown in FIG. 4, which is used for the control and regulation of the second clutch k_HA_L.
  • the part of the actuator system 8 shown in FIG. 5 is designed with a ball screw 23, which is in the same A rt and manner as the ball screws 13 and 14 of FIG. 4 with a nut 23A, a ball screw 23B, and a spindle 23c is formed.
  • the nut 23A can be driven in rotation by an actuator 24 designed as an electric motor and is fixed in the axial direction of the drive shaft 18.
  • a rotation of the nut 23A causes a translational movement of the spindle 23C which is mounted in a rotationally fixed manner, the translational displacement of the spindle 23C in the direction of a disk set 25 of the first clutch k_VA or away therefrom being effected by a left or right rotation of the electric motor 24.
  • the three clutches are controlled by a hydraulic actuator system, the hydraulic actuator system being designed as a separate system or being integrated into a hydraulic control system of the main transmission.
  • the first clutch via an electromechanical system and the second clutch and third clutch via a hydraulic control system.
  • the wide The three clutches can be controlled and regulated using a combined control system that includes both electromechanical and hydraulic components.
  • the three clutches are actuated with piezoelectric or electromagnetic actuators.

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Abstract

Es wird ein Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen (4, 5), mit einem zwischen einer Antriebsmaschine (2) und den Fahrzeug­achsen (4, 5) angeordneten Hauptgetriebe (3) zum Darstellen verschiedener Übersetzungen und mit drei steuer- und regel­baren reibschlüssigen Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) beschrieben. Eine erste Kupplung (k_VA) ist zwischen dem Hauptgetriebe (3) und einer ersten Fahrzeugachse (4) ange­ordnet. Eine zweite Kupplung (k_HA_L) und eine dritte Kupp­lung (k_ HA_R) sind jeweils zwischen einem Achsgetriebe (7) und einem Antriebsrad (5A, 5B) der zweiten Fahrzeugachse (5) angeordnet. Die Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) sind jeweils über eine Aktuatorik (8) einstellbar und ein Antriebsmoment ist zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen (4, 5) in Abhängigkeit der eingestellten Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) verteilbar.

Description

ANTRIEBSSTRANG EINES ALLRADFAHRZEUGES MIT KUPPLUNGEN UND VERFAHREN ZUM STEUERN UND REGELN DER KUPPLUNGEN DES ANTRIEBSSTRANGES
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Allradfahrzeugs mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen und mit einem zwischen einer Antriebsmaschine und den Fahrzeugachsen angeordneten Hauptgetriebe und ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines derartigen Antriebsstranges.
Bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugen wird ein von einer Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment eines Antriebsstranges in ein Getriebe eingeleitet und in Abhängigkeit einer in dem Getriebe eingestellten Übersetzung ent- sprechenden umgewandelten Größe zu Antriebsrädern des Fahrzeuges geführt. Bei Fahrzeugen, wie beispielsweise Allrad- PKWs oder allradgetriebenen LKWs, die mit mehreren antreibbaren Fahrzeugachsen ausgeführt sind, wird die Leistung einer Antriebsmaschine im Antriebsstrang eines derartigen Fahrzeuges auf jeweils in den Kraftfluss zugeschaltete Fahrzeugachsen verteilt.
Zur Leistungsverteilung werden üblicherweise sogenannte Differentialgetriebe eingesetzt, wobei Längsdifferentia- le in Fahrtrichtung gesehen zur Längsverteilung der Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf mehrere angetriebene Fahrzeugachsen eines Fahrzeuges eingesetzt werden. Sogenannte Querdifferentiale bzw. Ausgleichsgetriebe werden in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu einer Quer- Verteilung der Antriebsleistung auf Antriebsräder einer Fahrzeugachse verwendet. Des Weiteren stellen sogenannte Kegelraddifferentiale, Stirnraddifferentiale in Planetenbauweise oder auch Schneckenraddifferentiale in der Praxis herkömmlich verwendete Bauarten von Differentialgetrieben dar. Insbesondere Stirn- raddifferentiale werden wegen der Möglichkeit zur unsymmetrischen Momentenverteilung meist als Längsdifferentiale eingesetzt. Kegelraddifferentiale stellen dagegen mittlerweile für einen Querausgleich bei Fahrzeugen einen Standard dar und Schneckenraddifferentiale werden sowohl zur Längs- Verteilung als auch für eine Querverteilung eines Antriebsmomentes bzw. eines Getriebeausgangsmomentes im Antriebsstrang eingesetzt.
Mit Hilfe derartiger Verteilergetriebe besteht die Möglichkeit, ein Antriebsmoment in beliebigen und fest vorgegebenen Verhältnissen auf mehrere Antriebsachsen zu verteilen, ohne Verspannungen in einem Antriebsstrang zu erzeugen. Des Weiteren wird mit dem Einsatz von Ausgleichsgetrieben erreicht, dass Antriebsräder einer antreibbaren Fahrzeugachse mit unterschiedlichen Drehzahlen unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen Weglängen der linken bzw. rechten Fahrspur angetrieben werden können, wodurch das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomen- tenfrei auf beide Antriebsräder verteilbar ist.
Gängige Momentenaufteilungen zwischen Vorder- und Hinterachse liegen bei 50% : 50% bis 33% : 66%. Bei Kegelraddifferentialen liegt die Momentenverteilung fest bei 50% : 50%. Durch die Wahl eines festen Momentenverhältnisses zwi- sehen Vorder- und Hinterachse ist die Zugkraftaufteilung nur für einen Punkt, den Auslegungspunkt, ideal. Das Antriebsmoment wird somit nicht proportional zu der dem momentanen Fahrzustand entsprechenden Achslast auf¬ geteilt. Sollen bei hohem Schlupf die Traktionsreserven vollständig ausgenutzt werden, was theoretisch nur bei va- riabler Momentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse eines Kraftfahrzeuges möglich ist, kann das Längsdifferential gebremst oder gesperrt werden. Durch eine mit zunehmender Drehzahldifferenz kontinuierlich einsetzende Sperrwirkung, wie beispielsweise mittels einer Viskosperre, wird dabei das Fahrverhalten nicht negativ beeinflusst, und dauerhafte Verspannungen im Antriebsstrang, wie sie bei formschlüssigen Sperren auftreten, werden vermieden.
Des Weiteren sind sogenannte kupplungsgesteuerte All- radantriebe bekannt, bei welchen Kupplungen, wie beispielsweise Lamellenkupplungen, mit von außen einstellbarem Kupplungsmoment eingesetzt werden. Dabei kann das Kupplungsmoment entsprechend dem momentanen Fahrzustand des Fahrzeugs gewählt werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Momentenaufteilung zwischen Vorder- und Hinterachse an die dynamischen Achslaständerungen, also abhängig von Beschleunigung, Steigung, Beladung usw., anzupassen.
Darüber hinaus sind auch Mischformen, d. h. sogenannte differential- und kupplungsgesteuerte Systeme, bekannt, bei welchen der Allradantrieb über eine elektronisch schaltbare Lamellenkupplung und/oder ein sperrbares Differential realisiert ist. Nachteilig dabei ist jedoch, dass eine variable Momentenverteilung im Antriebsstrang durch einen Schlupfbetrieb der Kupplungen erreicht wird, was eine Wirkungsgradverschlechterung eines solchen Antriebsstranges zur Folge hat. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang und ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges zur Verfügung zu stellen, mit welchen eine einfache, bedarfsgerechte und wirkungsgradoptimierte Verteilung eines Antriebsmomentes im Antriebsstrang durchführbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Antriebs- sträng gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einem Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang eines Allrad- Fahrzeugs, der mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen, mit einem Hauptgetriebe zwischen einer Antriebsmaschine und den Fahrzeugachsen angeordneten Hauptgetriebe zum Darstellen verschiedener Übersetzungen und mit drei Steuer- und regelbaren reibschlüssigen Kupplungen ausge- führt ist, wobei eine erste Kupplung zwischen dem Hauptgetriebe und einer ersten Fahrzeugachse und eine zweite Kupplung und eine dritte Kupplung jeweils zwischen einem dem Hauptgetriebe nachgeschalteten Achsgetriebe und einem Antriebsrad der zweiten Fahrzeugachse angeordnet ist, und wobei die Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen jeweils über eine Aktuatorik einstellbar sind, ist ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine sowohl in Längsrichtung zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen als auch in Querrichtung an einer der Fahrzeugachsen in Abhängigkeit der variierbaren Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen verteilbar.
Dadurch besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, das Antriebsmoment der Antriebsmaschine des Antriebsstran- ges bzw. das Getriebeausgangsmoment des Hauptgetriebes jeweils in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Antriebsstranges derart zu verteilen, dass selbst in kritischen Fahrsituationen eines mit dem erfindungsgemäßen Antriebs- sträng versehenen Fahrzeuges ein sicherheitsoptimiertes Fahrverhalten des Fahrzeuges vorliegt.
Zusätzlich besteht bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang die Möglichkeit jeweils eine der Kupplungen zum va- riablen Verteilen des Antriebsmomentes in Längsrichtung zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen und in Querrichtung zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugachse synchron zu betreiben ist, während die beiden anderen Kupplungen schlupfend betrieben werden.
Dadurch wird erreicht, dass die Verlustleistung des kupplungsgesteuerten Allradantriebes eines Fahrzeuges in zwei Kupplungen auftritt, während die dritte Kupplung verlustfrei in einem synchronen Zustand betrieben wird.
Die jeweilige Anordnung der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung zwischen dem Achsgetriebe und jeweils einem der Antriebsräder der zweiten Fahrzeugachse ermöglicht die bedarfsgerechte Querverteilung des an der zweiten Fahr- zeugachse anstehenden Antriebsmomentes im Antriebsstrang, womit das Fahrverhalten eines Fahrzeuges verschlechternden Betriebszuständen des Antriebsstranges auf einfache Art Weise entgegengewirkt und die Agilität sowie die Fahrstabilität, beispielsweise während einer Kurvenfahrt, verbessert werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges eines Allradfahrzeuges, bei welchem zur Verteilung eines Antriebsmomentes zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen die Übertragungsfähigkeiten der drei Kupplungen derart eingestellt werden, dass eine der Kupplungen in einem synchronen Zustand betrieben wird, wäh- rend die beiden anderen Kupplungen schlupfend betrieben werden, ist der Wirkungsgrad des Antriebsstranges auf einfache Art und Weise verbesserbar. Dazu wird die Übertragungsfähigkeit der Kupplungen, die schlupfend betrieben werden, zwischen einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert, der einem synchronen Zustand der beiden Kupplungen entspricht, variiert. Hierbei ist das Antriebsmoment in beliebigen Verhältnissen, d. h. mit Längsverteilungsgraden des Antriebsmomentes zwischen 0 % und 100 %, zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen bedarfsgerecht und wirkungs- gradoptimiert verteilbar.
Zusätzlich ist ein der zweiten Fahrzeugachse zugeführter Teil des Antriebsmomentes in beliebigen Verhältnissen, d. h. mit Querverteilungsgraden des Antriebsmomentes zwi- sehen 0 % und 100 %, zwischen den antreibbaren Antriebsrädern der zweiten Fahrzeugachse ebenfalls bedarfsgerecht und wirkungsgradoptimiert verteilbar.
Des Weiteren besteht durch das erfindungsgemäße Ver- fahren im Steuern und Regeln des Antriebsstranges die Möglichkeit, eine der drei Kupplungen in schlupffreiem Zustand zu betreiben, während die beiden anderen Kupplungen mit einer aus der benötigten Antriebsleistungsverteilung sich ergebenen geringen Differenzdrehzahl betrieben werden, wo- durch sich vorteilhafterweise Verlustleistungen im Antriebsstrang reduzieren lassen, was zu einem guten Wirkungsgrad des Antriebsstranges führt. Zusätzlich ist der Fahrbetrieb eines mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ausgeführten Fahrzeuges vorteilhafterweise auch dann gewährleistet, wenn zwei der drei Kupplungen einen Funktionsausfall aufweisen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig.l eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges eines All- radfahrzeuges;
Fig.2 eine grafische Darstellung eines Zusammenhanges zwischen Übertragungsfähigkeiten einer ersten Kupplung, einer zweiten und einer drit- ten Kupplung des Antriebsstranges gemäß Fig. 1 und einem Längsverteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen zwei antreibbaren Fahrzeugachsen des Antriebsstranges; Fig.3 eine weitere grafische Darstellung eines Zusammenhanges zwischen den Übertragungsfähigkeiten der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung des Antriebsstranges gemäß Fig. 1 und einem Querverteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den Antriebsrädern der zweiten Fahrzeugachse; Fig.4 eine Prinzipskizze eines Teils einer Aktuato- rik zum Einstellen der Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung aus Fig. 1; und
Fig.5 eine Prinzipskizze eines Teils einer Aktuato- rik zum Einstellen der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung aus Fig. 1. Bezug nehmend auf Fig. 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines Allradfahrzeuges in einer stark schematisierten Darstellung gezeigt. Der Antriebsstrang 1 umfasst ein Antriebsaggregat 2 und ein Hauptgetriebe 3, welches jedes an sich aus der Praxis bekannte Getriebe sein kann. Das An- triebsaggregat 2 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Brennkraftmaschine ausgeführt und kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung auch als Elektromotor ausgebildet sein. Zwischen dem Hauptgetriebe 3, welches zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungen vorgesehen ist, und einer ersten antreibbaren Fahrzeugachse 4, die in bekannter Weise auf jeder Fahrzeugseite mit wenigstens einem Antriebsrad 4A, 4B verbunden ist, ist eine erste Kupplung k_VA in einem Längsantriebsstrang 1_HA angeordnet. Die erste Kupplung k_VA ist zwischen dem Hauptgetriebe 3 und einer Einrichtung 6 zum Ausgleichen von Differenzdrehzahlen zwischen den Antriebsrädern 4A und 4B der ersten Fahrzeugachse 4 angeordnet, wobei die Einrichtung 6 vorliegend als ein an sich bekanntes Querverteilergetriebe ausgeführt ist.
Darüber hinaus ist zwischen einem Achsgetriebe 7, über welches ein in Richtung einer zweiten antreibbaren Fahr- zeugachse 5 geführter Teil des Antriebsmomentes der Brenn¬ kraftmaschine 2 in Richtung zweier Antriebsräder 5A, 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 führbar ist, und jeweils einem der Antriebsräder 5A, 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 eine zwei- te Kupplung k_HA_L bzw. eine dritte Kupplung k_HA_R in Querverteilersträngen q_HA_L und q_HA_R angeordnet.
Über das Querverteilergetriebe 6 besteht die Möglichkeit, die Antriebsräder 4A und 4B der ersten Fahrzeugachse 4 unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen
Weglängen der linken bzw. rechten Fahrspur mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben, wodurch das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomentenfrei zwischen den Antriebsrädern 4A und 4B der ersten Fahrzeugachse 4 verteil- bar ist.
Im Gegensatz dazu wird die Querverteilung des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes über die variabel einstellbaren Übertragungsfähig- keiten der beiden Kupplungen k_HA_L und k_HA_R durchgeführt, wobei vorzugsweise jeweils eine der beiden Kupplungen k_HA_L und k_HA_R in synchronem Zustand betrieben wird und die jeweils andere Kupplung k_HA_R bzw. k_HA_L schlupfend betrieben wird. Dabei ist in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit der schlupfend betriebenen Kupplung k_HA_L bzw. k_HA_R der zweiten Fahrzeugachse 5 ein Querver- teilungsgrad des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes zwischen 0 % bis 100 % bezogen auf eines der beiden Antriebsräder 5A oder 5B realisierbar.
Dabei steht der Querverteilungsgrad mit der Ansteue- rung der zweiten Kupplung k_HA_L der dritten Kupplung k_HA_R derart in Zusammenhang, dass der gesamte Anteil des Antriebsmomentes, welcher der zweiten Fahrzeugachse 5 zuge¬ führt wird, jenem Antriebsrad 5A oder 5B zu 100% zugeführt wird, welches der synchron betriebenen Kupplung k_HA_R bzw. k_HA_L nachgeschaltet ist, wenn die jeweils andere Kupplung k_HA_L bzw. k_HA_R der Querverteilerstränge q_HA_L und q_HA_R mit einer derartig reduzierten Übertragungsfähigkeit betrieben wird, dass über diese Kupplung kein Drehmoment übertragen wird. Die drei Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R des Antriebsstranges 1 sind vorliegend als Steuer- und regelbare reibschlüssige Lamellenkupplungen ausgeführt, deren Übertragungsfähigkeiten über eine in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellte Aktuatorik 8 einstellbar sind und die abtriebssei- tig eines Getriebeausgangs eines in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellten Verteilergetriebes 9 angeordnet sind. Mit den drei Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R besteht die Möglichkeit, ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 bzw. ein Getriebeausgangsmoment des Hauptgetriebes 3 variabel und bedarfsgerecht zwischen den beiden antreibbaren Fahrzeugachsen 4, 5 zu verteilen.
Die Ansteuerung der drei Kupplungen k_VA und k_HA_L und k_HA_R sowie die daraus resultierende variable Vertei- lung des anliegenden Antriebsmomentes in Längsrichtung auf die beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 wird anhand der Darstellung in Fig. 2 näher erläutert. Die vorbeschriebene Querverteilung des in Richtung der zweiten Fahrzeugachse 5 geführten Teils des Antriebsmomentes auf die beiden Antriebs- räder 5A und 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 wird später anhand der Darstellung in Fig. 3 näher beschrieben. Fig. 2 zeigt drei stark schematisierte Verläufe, wovon ein erster Verlauf gk_VA einen Verlauf einer Übertragungs¬ fähigkeit der ersten Kupplung k_VA zwischen einem unteren Grenzwert W(u) und einem oberen Grenzwert W(o) darstellt. Ein weiterer Verlauf gk_HA stellt den Verlauf der Ubertra- gungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L oder der dritten Kupplung k_HA_R dar, der mit dem Verlauf gk_VA der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA korrespondiert. Ein dritter Verlauf lvt stellt den Verlauf eines Längsvertei- lungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 graphisch dar, wobei die erste Fahrzeugachse 4 vorliegend die Vorderachse (VA) und die zweite Fahrzeugachse 5 die Hinterachse (HA) eines Allradfahrzeuges darstellt.
Im Punkt I des Diagramms gemäß Fig. 2, in welchem die Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA dem unteren Grenzwert W(u) entspricht, wird über die erste Kupplung k_VA im Wesentlichen kein Drehmoment übertragen. Gleichzei- tig entspricht die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L oder die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R dem oberen Grenzwert W(o), bei dem sich die zweite Kupplung k__HA_L oder die dritte Kupplung k_HA_R in einem synchronen Zustand befindet und bei dem zwischen den beiden Kupplungshälften der zweiten Kupplung k_HA_L bzw. der dritten Kupplung k_HA_R kein Schlupf auftritt. In diesem Betriebszustand der Kupplungen k_VA und k_HA_L bzw. k_HA_R wird das gesamte Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 auf die Hinterachse bzw. die zweite Fahrzeugachse 5 ge- führt und der Längsverteilungsgrad, der vorliegend auf die erste Fahrzeugachse 4 bezogen ist, ist Null. Grundprinzip der Ansteuerung der drei Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R des Antriebsstranges ist, dass über den gesamten Betriebsbereich des Antriebsstranges 1 jeweils eine der drei Kupplungen k_VA, k_HA_L oder k_HA_R in syn- chronem Zustand betrieben wird, während die beiden anderen Kupplungen k_HA_R und k_HA_L oder k_HA_R und K_VA oder k_HA_L und k_VA schlupfend betrieben werden, um den Längsverteilungsgrad lvt des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 bedarfsgerecht zwischen 0 % und 100 % bezogen auf eine der beiden Fahrzeugachsen 4 oder 5 einstellen zu können.
Die gemeinsame graphische Darstellung der Übertragungsfähigkeiten der zweiten Kupplung k_HA_L und der drit- ten Kupplung k_HA_R in Fig. 2 wurde deshalb ausgewählt, da bei geöffneter erster Kupplung k_VA und einem synchronen Zustand jeweils einer der beiden Kupplungen k_HA_L oder k_HA_R das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine 2 vollständig auf die zweite Fahrzeugachse 5 geführt wird. Das Antriebsmoment wird bei geöffneter erster Kupplung k_VA und synchron betriebener zweiter Kupplung k_HA_L oder dritter Kupplung k_HA_R unabhängig von der eingestellten Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R oder der zweiten Kupplung k_HA_L vollständig in Richtung der zweiten Fahr- zeugachse 5 geführt. Ein Variieren der Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L oder dritten Kupplung k_HA_R, während die dritte Kupplung k_HA_R oder die zweite Kupplung k_HA_L synchron betrieben wird, führt lediglich zu einer Veränderung des in Fig. 3 dargestellten Quervertei- lungsgrades qvt, weshalb auf diese Funktionalität erst in der Beschreibung zu Fig. 3 eingegangen wird. Weiter Bezug nehmend auf Fig. 2 wird die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L derart gesteuert und geregelt im Bereich zwischen dem Punkt I und einem zweiten Punkt II des Diagramms gemäß Fig. 2 eingestellt, dass die zweite Kupplung k_HA_L in ihrem synchronen Zustand verbleibt. Die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R ist in diesem Zusammenhang nicht wesentlich für den Verlauf des Längsverteilungsgrades lvt des Antriebsmomentes und kann zur Einstellung eines gewünschten Querverteilungs- grades qvt des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten
Teils des Antriebsmomentes an der zweiten Fahrzeugachse 5 zwischen dem unteren Grenzwert W(u) und dem oberen Grenzwert W(o) variieren, ohne dass sich ein anderer Wert des Längsverteilungsgrades lvt einstellt. Der Längsverteilungs- grad lvt wird vorliegend zunächst nur durch die Änderung der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA verändert, die in Fig. 2 durch den Verlauf gk_VA der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA graphisch dargestellt ist.
Die Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA wird zwischen den Punkten I und II von ihrem unteren Grenzwert W(u), bei dem die erste Kupplung k_VA kein Drehmoment überträgt, in Richtung des oberen Grenzwertes W(o) der Ü- bertragungsfähigkeit verändert, bei welchem sich die erste Kupplung k_VA ebenfalls in ihrem synchronen Zustand befindet. Das bedeutet, dass die Ubertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA im Bereich zwischen dem Punkt I und dem Punkt II stetig angehoben wird. Dies hat zur Folge, dass sich der Längsverteilungsgrad lvt des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 ändert, da mit steigender Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k VA ein zunehmender Teil des Antriebsmomentes in Richtung der vorderen Fahrzeugachse 4 geführt wird.
Bei Vorliegen des Betriebszustandes des Antriebsstranges 1, der dem Punkt II des Diagramms gemäß Fig. 2 ent¬ spricht und bei dem sich die erste Kupplung k_VA und die zweite Kupplung k_HA_L jeweils in synchronem Zustand befinden, liegt ein definierter Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 vor.
In einem Bereich zwischen dem zweiten Punkt II und einem dritten Punkt III des Diagramms gemäß Fig. 2 wird die Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA derart geregelt und gesteuert eingestellt, dass die erste Kupplung k_VA in ihrem Synchronzustand gehalten wird. Gleichzeitig wird die Ubertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L ausgehend von dem oberen Grenzwert W(o) der Übertragungsfä- higkeit, bei welchem die zweite Kupplung k_HA_L synchron ist, stetig in Richtung des unteren Grenzwertes W(u) der Übertragungsfähigkeit reduziert, bei dem die zweite Kupplung k_HA_L im Wesentlichen kein Drehmoment mehr in Richtung der hinteren Fahrzeugachse 5 überträgt.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, steigt der Verlauf lvt des Längsverteilungsgrades lvt des Antriebsmomentes zwischen den Fahrzeugachsen 4 und 5 mit zunehmender Reduzierung der Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L bis hin zu seinem maximalen Wert in Punkt III an, bei dem das Antriebmoment vollständig, d. h. zu 100 %, auf die Vorderachse 4 übertragen wird, wobei die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R in Punkt III ebenfalls auf den unteren Grenzwert W(u) eingestellt ist. Das bedeutet wiederum, dass der Wertebereich des Längsverteilungsgrades lvt, welcher zwischen den Punkten II und III des Diagrammes gemäß Fig. 2 liegt, dadurch ein¬ stellbar ist, dass die erste Kupplung k_VA in ihrem syn- chronen Zustand betrieben wird und die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R gleichzeitig schlupfend betrieben werden. Das Antriebsmoment wird dann zu 100 % auf die erste Fahrzeugachse 4 geführt, wenn die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R kein Drehmoment mehr übertragen.
Mittels der vorbeschriebenen Betriebsweise der drei Steuer- und regelbaren Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R besteht die Möglichkeit, das Antriebsmoment der Brennkraft- maschine 2 bzw. das Getriebeausgangsmoment des Hauptgetriebes 3 bedarfsgerecht, stufenlos und wirkungsgradoptimiert zwischen den Fahrzeugachsen 4 und 5 zu verteilen. Des weiteren ist mit den beiden Steuer- und regelbaren Kupplungen k_HA_L und k_HA_R an der zweiten Fahrzeugachse 5 eine be- darfsgerechte, stufenlose und wirkungsgradoptimierte Querverteilung des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern 5A und 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 durchführbar. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Antriebsstranges 1 wird durch die vorbeschriebene erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Steuerung und Regelung der drei Kupplungen erreicht, da stets eine der drei Kupplungen k_VA, k_HA_L oder k_HA_R schlupffrei betrieben wird, wäh- rend die beiden anderen Kupplungen mit einer mit der be- triebssituationsabhängigen Antriebsleistungsverteilung im Antriebsstrang korrespondierenden Drehzahl betrieben werden. Mittels dieser Betriebsstrategie lassen sich die Rei- bungsverluste mit allen Vorteilen eines kupplungsgesteuerten Allradantriebes minimieren.
Des Weiteren besteht durch den Einsatz der drei steu- er- und regelbaren Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R im
Verteilergetriebe 9 vorteilhafterweise die Möglichkeit, das Hauptgetriebe 3 ohne ein separates Anfahrelement, wie beispielsweise einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine reibschlüssige Anfahrkupplung, auszuführen oder ein Anfahrelement als zusätzliches Bauelement in den Antriebsstrang integrieren zu müssen, da entweder die erste Kupplung k_VA, die zweite Kupplung k_HA_L und/oder die dritte Kupplung k_HA_R oder alle drei Kupplungen die Funktion eines Anfahrelementes übernehmen können.
Ist das Hauptgetriebe 3 beispielsweise als ein stufenloses Getriebe mit einem Kettenvariator ausgeführt, besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, den Variator bei stehendem Fahrzeug in seine Anfahrübersetzung zu verstellen, da der stehende Abtrieb des Fahrzeuges bei geöffneten Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R von dem Hauptgetriebe 3 getrennt ist.
Darüber hinaus ist aufgrund der erfindungsgemäßen Aus- gestaltung des Antriebsstranges 1 mit den drei Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R eine optimale Beeinflussung der Fahrdynamik, der Traktion sowie der Stabilität eines mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstranges ausgeführten Fahrzeuges gewährleistet und der Antriebsstrang ist zudem im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen mit einem geringeren Gewicht ausführbar. Fig. 3 zeigt drei schematisierte Verläufe, wovon ein erster Verlauf gk_HA_L einen Verlauf einer Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L zwischen einem unteren Grenzwert W(u) und einem oberen Grenzwert W(o) darstellt. Ein weiterer Verlauf gk_HA_R stellt den Verlauf der Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R dar, der mit dem Verlauf gk_HA_L der zweiten Kupplung k_HA_L korrespondiert. Ein dritter Verlauf qvt stellt den Verlauf eines Querverteilungsgrades des der zweiten Fahrzeugachse 5 zuge- führten Teils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern 5A und 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 graphisch dar.
Im Punkt IV des Diagramms gemäß Fig. 3, in welchem die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L dem unteren Grenzwert W(u) entspricht, wird über die dritte Kupplung k_HA_R im wesentlichen kein Drehmoment übertragen. Gleichzeitig ist die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L auf den oberen Grenzwert W(o) eingestellt, bei dem sich die zweite Kupplung k_HA_L in einem synchronen Zustand befindet und zwischen den beiden Kupplungshälften der zweiten Kupplung k_HA_L kein Schlupf auftritt.
In diesem Betriebszustand der Kupplungen k_HA_L und k_HA_R wird der der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführte Teil des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 2 zu dem Antriebsrad 5A geführt, wohingegen über die dritte Kupplung k_HA_R auf das zweite Antriebsrad 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 kein Drehmoment geführt wird.
Im Bereich zwischen dem Punkt IV und einem Punkt V des Diagramms gemäß Fig. 3 wird die Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_HA_L derart geregelt und gesteuert einge- stellt, dass die erste Kupplung k_HA_L in ihrem synchronen Zustand gehalten wird. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R von ihrem unteren Grenzwert W(u), bei dem sie kein Drehmoment überträgt, in Richtung des oberen Grenzwertes W(o) der Übertragungsfähig- keit verändert, bei welchem sich die dritte Kupplung k_HA_R ebenfalls in ihrem synchronen Zustand befindet.
Das bedeutet, dass die Übertragungsfähigkeit der drit- ten Kupplung k_HA_R im Bereich zwischen dem Punkt IV und dem Punkt V stetig angehoben wird. Dies hat zur Folge, dass sich der Verteilungsgrad des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern 5A und 5B ändert, da mit steigender Übertra- gungsfähigkeit der dritten Kupplung K_HA_R ein zunehmender Anteil des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes auf das zweite Antriebsrad 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 geführt wird. Bei Vorliegen des Betriebszustandes des Antriebsstranges 1 im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 5, der dem Punkt V des Diagramms gemäß Fig. 3 entspricht und bei dem sich die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R in synchronem Zustand befinden, wird das der zweiten Fahr- zeugachse 5 zugeführte Antriebsmoment zu gleichen Teilen zwischen den beiden Antriebsrädern 5A und 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 verteilt. Dieser Querverteilungsgrad qvt des Antriebsmomentes stellt sich im Betrieb des Fahrzeuges bei Geradeausfahrt und ohne nennenswerten Schlupf im Be- reich der Antriebsräder 5A und 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 ein, wodurch vorteilhafterweise eine Reduzierung der Verlustleistung im Antriebsstrang im Bereich der zweiten Kupp- lung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R auf einfache Art und Weise erreicht wird.
In einem Bereich zwischen dem Punkt V und einem Punkt VI des Diagramms gemäß Fig. 3 wird die Übertragungsfähig- keit der dritten Kupplung k_HA_R derart geregelt und gesteuert eingestellt, dass die dritte Kupplung k_HA_R in ihrem Synchronzustand gehalten wird. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L ausgehend von dem oberen Grenzwert W(o) der Übertragungsfähigkeit, bei welchem die zweite Kupplung k_HA_L synchron ist, stetig in Richtung des unteren Grenzwertes W(u) der Übertragungsfähigkeit reduziert, bei dem die zweite Kupplung k_HA_L im Wesentlichen kein Drehmoment mehr in Richtung des ersten Antriebsrades 5A der zweiten Fahrzeugachse 5 überträgt.
Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, steigt der Verlauf qvt des Querverteilungsgrades des der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführten Teils des Antriebsmomentes mit zunehmender Re- duzierung der Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L bis hin zu seinem maximalen Wert in Punkt VI an, bei dem der der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführte Teil des Antriebmoments vollständig auf das zweite Antriebsrad 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 übertragen wird.
Eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Antriebsstranges im Bereich der zweiten Fahrzeugachse wird durch die vorbeschriebene erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Steuerung und Regelung der zweiten und dritten Kupplung k_HA_L oder k_HA_R erreicht, da stets eine der beiden Kupplungen k_HA_L bzw. k_HA_R schlupffrei betrieben wird, während die andere Kupplung k_HA_R bzw. k_HA_L mit einer mit der betriebssituationsabhängigen Antriebsleistungsvertei- lung im Antriebsstrang im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 5 korrespondierenden Differenzdrehzahl betrieben wird. Mittels dieser Betriebsstrategie lassen sich die Reibungsverluste mit allen Vorteilen eines kupplungsgesteuerten All- radantriebes im Bereich einer Fahrzeugachse minimieren.
Die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R werden nur dann beide gleichzeitig schlupfend betrieben, wenn die erste Kupplung k_VA zur Einstellung eines gewünschten Längsverteilungsgrades lvt in ihrem synchronen Zustand in der zu Fig. 2 beschriebenen Art und Weise betrieben wird.
Bezug nehmend auf Fig. 4 und Fig. 5 ist jeweils ein Teil der in Fig. 1 lediglich schematisiert dargestellten Aktuatorik 8 zum Steuern und Regeln der drei Kupplungen k_VA, k_HA_L und k_HA_R dargestellt, wobei der in Fig. 4 dargestellte Teil der Aktuatorik 8 zum Betätigen der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R mittels zwei Aktuatoren 11 und 12 ausgeführt ist. Die Aktuatoren 11 und 12 treiben jeweils zwei Kugelgewindetriebe 13 und 14 zur Betätigung der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R an. Die Ansteuerung der Aktuatoren 11 und 12 ist derart miteinander gekoppelt, dass jeweils eine Betätigung der zweiten Kupplung k_HA_L bzw. der dritten Kupplung k_HA_R mit der Betätigung der dritten Kupplung k_HA_R bzw. der zweiten Kupplung k_HA_L sowie einer Betätigung der ersten Kupplung k_VA korrespondiert. Die Betätigung der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R ist zur Veränderung des Querverteilergrades gvt derart, dass die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k HA L oder der dritten Kupplung k_HA_R variiert wird, während die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R bzw. der zweiten Kupplung k_HA_L konstant auf einem Wert gehalten wird, der vorzugsweise einen synchronen Zustand der zweiten Kupplung k_HA_L oder der dritten Kupplung k_HA_R bewirkt.
Gleichzeitig besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Übertragungsfähigkeiten der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R zum Variieren des Längsverteilungsgrades lvt derart einzustellen, dass die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R bei synchroner erster Kupplung k_VA gleichzeitig schlupfend betrieben werden können. Die Aktuatorik 8 für die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R ist mit den jeweils als Elektromotor ausgeführten Aktuatoren 11 und 12 ausgebildet, dessen rotatorische Antriebsbewegungen mittels den Kugelgewindetrieben 13 und 14 bzw. den Wandlereinrichtungen in eine lineare Betätigungsbewegung für die zweite Kupplung k_HA_L und die dritte Kupplung k_HA_R umwandelbar sind. Die Kugelgewindetriebe 13 und 14 sind jeweils mit einer Mutter 13A und 14A, mit Kugelgewinden 13B, 14B sowie mit Spindeln 13C und 14C ausgeführt. Dabei sind die Muttern 13A und 14A von den Elektromotoren 11, 12 rotatorisch antreibbar und in axialer Richtung festgelegt. Des weiteren stehen die Muttern 13A und 14A über die Kugelgewinde 13B und 14B mit den Spindeln 13C und 14C in Wirkverbindung. Die Spindeln 13C und 14C der Kugelgewindetriebe 13 und 14 sind derart mit gehäusefesten Bauteilen 15 drehfest verbunden und in axialer Richtung der Muttern 13A und 14A verschieblich ausgeführt, dass eine Rotation der Muttern 13A und 14A jeweils eine in axialer Richtung der Kugelgewindetriebe 13 und 14 gerichtete translatorische Bewegung der Spindeln 13C und 14 C zur Folge hat.
Die vorliegend jeweils als Lamellenkupplungen ausge- führte zweite Kupplung k_HA_L und dritte Kupplung k__HA_R bzw. deren Lamellenpakete 16 und 17 sind in Abhängigkeit einer axialen Position der Spindeln 13C und 14C der Kugelgewindetriebe 13 und 14 geöffnet oder in Reibeingriff. Dabei sind Innenlamellen 16A und 17A der zweiten Kupplung k_HA_L bzw. der dritten Kupplung k_HA_R mit einer Antriebswelle 18, über welche der der zweiten Fahrzeugachse 5 zugeführte Teil des Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes 3 an der zweiten Kupplung k_HA__L und der dritten Kupplung k_HA_R ansteht, drehfest verbunden. Außenlamellen 16B bzw. 17B sind wiederum mit dem ersten Antriebsrad 5A oder dem zweiten Antriebsrad 5B der zweiten Fahrzeugachse 5 verbunden.
Unter Berücksichtigung der zu Fig. 3 beschriebenen Steuerung und Regelung der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R ist die in axialer Richtung erfolgende Verstellung der Spindeln 13C und 14C der Kugelgewindetriebe 13 und 14 in Abhängigkeit der von den Elektromotoren 12 ausgehenden Rotationsrichtungen der Muttern 13A und 14A abhängig. Das bedeutet, dass die Elektromotoren 11 und 12 in Abhängigkeit der jeweils einzustellenden Ubertragungsfahigkeiten der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R angesteuert werden. Dabei werden die Spindeln 13C und 14C jeweils in Richtung der Lamellenpakete 16 und 17 translatorisch bewegt, um die Ubertragungsfähig- keit der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R zu erhöhen. Die Spindel 13C des ersten Kugelgewindetriebs 13 oder die Spindel 14C des zweiten Kugelgewinde- triebs 14 wird jeweils in Richtung des zweiten Kugelgewindetriebs 14 oder des ersten Kugelgewindetriebes 13 bewegt, um die Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung k_HA_L oder die Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung k_HA_R durch Verringerung der Anpresskräfte zwischen den Außenlamellen 16B und 17B und den Innenlamellen 16A und 17A zu reduzieren.
Die beiden Muttern 13A und 14A sind in axialer Rich- tung des in Fig. 4 dargestellten Teils der Aktuatorik 8 über Zylinderrollenlager 19 und 20 in axialer Richtung gegen ein mit der Antriebswelle 18 in Wirkverbindung stehendes Kegelzahnrad 21 abgestützt. Des Weiteren sind zwischen den Lamellenpaketen 16 und 17 der zweiten Kupplung k_HA_L und der dritten Kupplung k_HA_R jeweils weitere Kegelrollenlager 22 und 23 angeordnet, über welche jeweils eine axiale Betätigungsbewegung der Spindel 13C oder 14C auf das Lamellenpaket 16 oder 17 der zweiten Kupplung k_HA_L oder der dritten Kupplung k_HA_R aufbringbar ist. Zusätzlich sind über die Kegelrollenlager 22, 23 Differenzdrehzahlen zwischen den Lamellenpaketen 16 und 17 und den Spindeln 13C und 14C nahezu verlustfrei auf einfache Art und Weise ausgleichbar. In Fig. 5 ist ein weiterer Teil der Aktuatorik 8 dargestellt, welcher zur Ansteuerung der ersten Kupplung k_VA vorgesehen ist. Dieser Teil der Aktuatorik 8 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 4 dargestellten Teil der Aktuatorik 8, der für die Steuerung und Regelung der zweiten Kupp- lung k_HA_L verwendet wird.
Der in Fig. 5 dargestellte Teil der Aktuatorik 8 ist mit einem Kugelgewindetrieb 23 ausgeführt, der in derselben Art und Weise wie die Kugelgewindetriebe 13 und 14 aus Fig. 4 mit einer Mutter 23A, einem Kugelgewinde 23B und einer Spindel 23C ausgebildet ist. Die Mutter 23A ist rotatorisch von einem als Elektromotor ausgebildeten Aktuator 24 antreibbar und in axialer Richtung der Antriebswelle 18 festgelegt. Eine Rotation der Mutter 23A bewirkt eine translatorische Bewegung der drehfest gelagerten Spindel 23C, wobei die translatorische Verschiebung der Spindel 23C in Richtung eines Lamellenpaketes 25 der ersten Kupplung k_VA oder von diesem weg durch eine Links- oder Rechtsdrehung des Elektromotors 24 bewirkt wird.
Bei entsprechend eingestellter Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung k_VA wird ein über die Antriebswelle 18 anstehender Teil des Antriebsmomentes über Innenlamellen 25A auf Außenlamellen 25B des Lamellenpaketes 25 und von dort auf die erste Fahrzeugachse 4 übertragen. In Fig. 5 dargestellte Zylinderrollenlager 26 und 27 entsprechen in ihrer baulichen Ausführung sowie in ihrer Funktionalität den in Fig. 4 dargestellten Zylinderrollenlagern 19 und 22.
Anstatt der vorbeschriebenen elektromechanischen An- steuerung der drei Kupplungen des erfindungsgemäßen Antriebsstranges kann es auch vorgesehen sein, dass die drei Kupplungen über eine hydraulische Aktuatorik angesteuert werden, wobei die hydraulische Aktuatorik als ein separates System ausgeführt oder in ein hydraulisches Steuerungssystem des Hauptgetriebes integriert sein kann. Darüber hinaus besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die erste Kupplung über ein elektromechani- sches System und die zweite Kupplung und dritte Kupplung über ein hydraulisches Steuersystem anzusteuern. Des Weite- ren kann die Steuerung und Regelung der drei Kupplungen über ein kombiniertes Steuerungssystem erfolgen, welches sowohl elektromechanische als auch hydraulische Komponenten umfasst .
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist es vorgesehen, die Ansteuerung der drei Kupplungen mit piezoelektrischen oder elektromagnetischen Aktuatoren durchzuführen.
Bezugszeichenliste Antriebsstrang Antriebsmaschine, Brennkraftmaschine Hauptgetriebe erste FahrzeugachseA, B Antriebsräder der ersten Fahrzeugachse zweite FahrzeugachseA, B Antriebsräder der zweiten Fahrzeugachse Querverteilergetriebe Achsgetriebe Aktuatorik Verteilergetriebe1 Aktuator, Elektromotor2 Aktuator, Elektromotor3 erster Kugelgewindetrieb3A Mutter des ersten Kugelgewindetriebs3B Kugelgewinde des ersten Kugelgewindetriebs3C Spindel des ersten Kugelgewindetriebs4 zweiter Kugelgewindetrieb4A Mutter des zweiten Kugelgewindetriebs4B Kugelgewinde des zweiten Kugelgewindetriebs4C Spinel des zweiten Kugelgewindetriebs5 gehäusefeste Bauteile6 Lamellenpaket der zweiten Kupplung6A Innenlamellen der zweiten Kupplung6B Außenlamellen der zweiten Kupplung7 Lamellenpaket der dritten Kupplung7A Innenlamellen der drittten Kupplung7B Außenlamellen der dritten Kupplung8 Antriebswelle9, 20 Zylinderrollenlager2, 23 weitere Zylinderrollenlager k_VA erste Kupplung k_HA_L zweite Kupplung k_HA_R dritte Kupplung
1_VA Längsverteilerantriebsstrang zur Vorderachse lvt Längsverteilungsgrad qvt Querverteilungsgrad gk_VA Verlauf der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung gk_HA_L Verlauf der Übertragungsfähigkeit der zweiten Kupplung gk_HA_R Verlauf der Übertragungsfähigkeit der dritten Kupplung q_HA_L Querverteilerstrang q_HA_R Querverteilerstrang W(u) unterer Grenzwert der Übertragungsfähigkeit der Kupplungen W(o) oberer Grenzwert der Übertragungsfähigkeit der Kupplungen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit we- nigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen (4, 5), mit einem zwischen einer Antriebsmaschine (2) und den Fahrzeugachsen (4, 5) angeordneten Hauptgetriebe (3) zum Darstellen verschiedener Übersetzungen, und mit drei Steuer- und regelbaren reibschlüssigen Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) , wo- bei eine erste Kupplung (k_VA) zwischen dem Hauptgetriebe (3) und einer ersten Fahrzeugachse (4) und eine zweite Kupplung (k_HA_L) und eine dritte Kupplung (k_HA_R) jeweils zwischen einem Achsgetriebe (7) und einem Antriebsrad (5A, 5B) der zweiten Fahrzeugachse (5) angeordnet ist, und wobei die Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) jeweils über eine Aktuatorik (8) einstellbar sind und ein Antriebsmoment zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen (4, 5) in Abhängigkeit der eingestellten Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) ver- teilbar ist.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein der zweiten Fahrzeugachse (5) zugeführter Anteil des Antriebsmomentes in Abhän- gigkeit der eingestellten Übertragungsfähigkeiten der zweiten Kupplung (k_HA_L) und der dritten Kupplung (k_HA_R) zwischen den Antriebsrädern (5A, 5B) der zweiten Fahrzeugachse (5) verteilbar ist.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass jeweils eine Betätigung der zweiten Kupplung (k_HA_L) an die Betätigung der dritten Kupplung (k_HA_R) derart angepasst ist, dass die Übertra- gungsfähigkeit der Kupplungen (k_HA_L bzw. k_HA_R) in Abhängigkeit eines eine Fahrstabilität verbessernden Querver- teilungsgrades (qvt) eines der zweiten Fahrzeugachse (5) zugeführten Teils des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine (2) variierbar ist.
4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktuatorik (8) als ein hydraulisches und/oder als ein elektrome- chanisches Steuersystem ausgebildet ist.
5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktuatorik als ein piezoelektrisches oder elektromagnetisches Steuersystem ausgeführt ist.
6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktuatorik (8) zum Steuern und Regeln der Übertragungsfähigkeiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) mit mehreren Aktuatoren (11, 12, 24) ausgebildet ist.
7. Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktuatoren (11, 12, 24) jeweils als ein Elektromotor ausgeführt sind, dessen rotatorische Antriebsbewegung jeweils mittels einem Kugelgewindetrieb (13, 14, 23) in eine translatorische Betätigung für die Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) umwandelbar ist.
8. Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges (1) gemäß einem der vorstehend genannten Patentansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Längsverteilung eines Antriebsmomentes zwischen den beiden antreibbaren Fahrzeugachsen (4, 5) die Übertragungsfähig¬ keiten der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) derart eingestellt werden, dass eine Kupplung (k_VA bzw. k_HA_L bzw. k_HA_R) einen synchronen Zustand aufweist und die Übertragungsfähigkeiten der anderen Kupplungen (k_HA_L und k_HA_R oder k_VA und k_HA_R oder k_VA und k_HA_L) zwischen einem unteren Grenzwert (W(u)) und einem oberen Grenzwert (W(o)), der einem synchronen Zustand der Kupplungen (k_VA, k_HA) entspricht, variiert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Vorliegen des unteren Grenzwerts (W(u)) der Übertragungsfähigkeit der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) im wesentlichen kein Drehmoment von den Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) übertragen wird und in synchronem Zustand der Kupplungen (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) ein an einer Kupplung (k_VA, k_HA_L, k_HA_R) anliegendes Antriebsmoment vollständig und wenigstens annähernd ver- lustfrei übertragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Längsverteilungsgrad (lvt) des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugach- sen (4, 5) durch Verändern der Übertragungsfähigkeit der ersten Kupplung (k_VA) und/oder durch Verändern der Übertragungsfähigkeiten der zweiten Kupplung (k_HA_L) und der dritten Kupplung (k_HA_R) variierbar ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querverteilungsgrad (qvt) eines auf die zweite Fahrzeugachse (5) geführten Teils des Antriebsmomentes zwischen den Antriebsrädern (5A, 5B) der zweiten Fahrzeugachse (5) in Abhängigkeit der Übertragungs¬ fähigkeiten der zweiten Kupplung (k_HA_L) und der dritten Kupplung (k HA R) einstellbar ist.
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