Verfahren zur Steuerung eines zeitweise allradgetriebenen Kraftfahrzeugs Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines zeitweise allradgetriebenen Kraftfahrzeugs durch eine Steuereinheit. Das Kraftfahrzeug umfasst dazu eine Antriebseinheit, eine von der Antriebseinheit dauerhaft angetriebene primäre Antriebsachse, eine sekundäre Antriebsachse, einen Drehmomentübertragungsstrang zur Übertragung des Drehmoments der Antriebseinheit auf die sekundäre Antriebsachse, eine Disconnect- Kupplung zur An- und Abkopplung der sekundären Antriebsachse von der Antriebseinheit. Die Steuereinheit kann über eine erste Aktuierungsein- heit die Disconnect-Kupplung betätigen.
Stand der Technik
Ein Verfahren zur Achsabschaltung ist aus der DE 10 2010 013 007 AI bekannt. Bei diesem System erfolgt eine Überwachen von mehreren Parametern, Bestimmen, ob ein Auftreten eines Traktionsereignisses und/oder eines Stabilitätsereignisses bevorsteht, auf der Basis mindestens eines der Parameter, wobei das Stabilitätsereignis auf der Basis einer ersten Menge von Parametern bestimmt wird und das Traktionsereignis auf der Basis einer zweiten Menge von Parametern bestimmt wird, die weniger Parameter enthält als die erste Menge von Parametern, und Regeln der Achsabschalteinrichtung in eine eingerückte Position, wenn das Auftreten des mindestens einen des Traktionsereignisses und des Stabilitätsereignisses bevorsteht.
Nachteilig an bekannten Systemen zur An- und Abkopplung einer sekundären Achse ist dass Ankoppelvorgänge lange dauern und manchmal durchgeführt werden, wenn dies nicht wirklich erforderlich ist, so dass beteiligte Fahrzeugkomponenten mehr als nötig beansprucht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines zeitweise allradgetriebenen Kraftfahrzeugs und ein entsprechendes Kraft - fahrzeug mit einer Steuereinheit, die ein derartiges Verfahren ausführt, anzugeben, so dass Ankoppelvorgänge schneller und seltener durchgeführt werden können, so dass der Fahrkomfort erhöht wird und der Verschleiß von Fahrzeugkomponenten vermindert werden. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines zeitweise allradgetriebenen Kraftfahrzeugs durch eine Steuereinheit, wobei das Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit, eine von der Antriebseinheit dauerhaft angetriebene primäre Antriebsachse, eine sekundäre Antriebsachse, einen Drehmomentübertragungsstrang zur Übertragung des Drehmoments der Antriebseinheit auf die sekundäre Antriebsachse, eine Disconnect-Kupplung zur An- und Abkopplung der sekundären Antriebsachse von der Antriebseinheit, wobei die Steuereinheit über eine erste Aktuierungseinheit die Disconnect-Kupplung betätigen kann, gekennzeichnet durch die Schritte
- Ermitteln eines Allradbedarfs für das Kraftfahrzeug aus Eingangssignalen
- Falls ein vorbestimmter Allradbedarf vorliegt, Vorbereiten eines Allradbetriebes, wobei die Disconnect-Kupplung nicht geschlossen wird.
Erfindungsgemäß wird also ermittelt ob ein Bedarf für einen Allradbetrieb des Fahrzeuges vorhanden ist. Wenn ein bestimmter Bedarf vorhanden ist - beispielsweise keine dringende Notwendigkeit, da an den Rädern des Fahrzeuges noch kein Schlupf anliegt, jedoch zu erwarten ist dass bald eine Zuschaltung der sekundären Antriebsachse erforderlich sein wird- so wird erfindungsgemäß durch konkrete Maßnahmen die Zuschaltung des Antriebs der zweiten Antriebsachse, also das Schließen der Disconnect- Kupplung, vorbereitet, jedoch die Disconnect-Kupplung noch nicht geschlossen.
Die An- und Abkopplung der sekundären Antriebsachse von der Antriebseinheit durch die Disconnect-Kupplung kann insbesondere durch An- und Abkopplung des Drehmomentübertragungsstrangs von der Antriebseinheit erfolgen oder auch durch An- und Abkopplung der sekundären Achse vom Drehmomentübertragungsstrang.
Die Vorbereitung des Allradbetriebes erfolgt insbesondere dadurch, dass eine Synchronisierung des Drehmomentübertragungsstrangs vorbereitet oder durchgeführt wird, ohne jedoch die Disconnect-Kupplung zu schlie- ßen. Ein späteres vollständiges Zuschalten der sekundären Achse durch Schließen der Disconnect-Kupplung kann somit rascher erfolgen und - falls dies später nicht mehr erforderlich sein sollte- auch entfallen.
Da der Drehmomentübertragungsstrang eine relativ hohe Massenträgheit darstellt, die vor dem Schalten in den Allradantrieb mit der primären Antriebsachse synchronisiert werden muss, entsteht eine zeitliche Verzögerung, die durch das Vorsynchronisieren der sekundären Antriebsachse und des Drehmomentübertragungsstrangs stark reduziert wird, wodurch ein schnelleres Schalten in den Allradantrieb ermöglicht wird, was wiede- rum zu einem verbesserten Fahrkomfort führt.
Die primäre Antriebsachse ist jene Antriebsachse, die permanent angetrieben wird. Unter sekundärer Antriebsachse wird eine Antriebsachse verstanden, die im Bedarfsfall zugeschalten werden kann.
Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine Verbrennungskraftmaschine. Alternativ kann die Antriebseinheit ein Elektromotor sein. Es ist auch eine Kombination aus beiden Antriebseinheiten, auch als Hybridantrieb bekannt, möglich.
Die Antriebseinheit erzeugt ein Antriebsmoment welches bevorzugt über ein Getriebe auf die primäre Antriebsachse übertragen wird. Die primäre Antriebsachse ist permanent mit der Antriebseinheit verbunden. Die permanent angetriebene Antriebsachse ist bevorzugt die Vorderachse. Bei Kraftfahrzeugen bei denen die Antriebseinheit längs eingebaut ist, ist es oftmals die Hinterachse.
Zur Verbindung der primären Antriebsachse mit der sekundären An- triebsachse ist ein Drehmomentübertragungsstrang zwischen den beiden Antriebsachsen angeordnet, wobei der Drehmomentübertragungsstrang bevorzugt gelenkig ausgeführt ist und als Kardanwelle bezeichnet wird.
Der Drehmomentübertragungsstrang ist bevorzugt gelenkig an einem Ende mit einer sogenannten power- take-off-unit oder auch power- transfer-unit, kurz PTU, verbunden, welche im Bereich der primären Antriebsachse angeordnet ist, und am anderen Ende gelenkig mit einem Differentialgetriebe verbunden, welches im Bereich der sekundären Antriebsachse angeordnet ist. Diese Ausführungsform findet bei im Fahrzeug querverbauten Verbrennungskraftmaschinen, d.h. die Anordnung der
Zylinderreihe ist quer zur Fahrtrichtung, ihre Anwendung. Die PTU besteht im Wesentlichen aus einem Kegelradgetriebe bevorzugt mit einem Hypoidantrieb, d.h. die Achsen von Antriebs- und Tellerrad versetzt, schneiden sich also nicht. Dadurch kann die Kardanwelle tiefer gelegt werden, was zu einem geringfügig tieferen Schwerpunkt des Fahrzeugs führt.
Die PTU dient zum Zu- und Abschalten des Drehmomentübertragungsstrangs und umfasst die Disconnect-Kupplung. Die PTU ist in einer bevor- zugten Ausführungsform zwischen Differential des primären Drehmomentübertragungsstrangs und Tellerrad des Kegeltriebes angeordnet.
Bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeug auch eine zweite Kupplungseinrichtung zur Vorsynchronisierung des Drehmomentübertragungsstrangs, wobei die Steuereinheit über eine zweite Aktuierungseinheit die zweite Kupplungseinrichtung betätigen kann, wobei das Vorbereiten eines Allradbetriebes über diese zweite Aktuierungseinheit erfolgt. Entsprechend der Funktion der zweiten Kupplungseinrichtung wird daher eine Ankopp- lung des Drehmomentübertragungsstrangs an eine drehende Welle, bei- spielsweise die sekundäre Antriebsachse, vorbereitet oder durchgeführt. Hierdurch wird eine Synchronisierung des Drehmomentübertragungsstrangs vorbereitet oder durchgeführt ohne jedoch die Disconnect- Kupplung zu betätigen. Der Drehmomentübertragungsstrang ist bevorzugt an einem ersten Ende mit der PTU verbunden. Am anderen Ende ist dann bevorzugt der Drehmomentübertragungsstrang gelenkig mit einem Differentialgetriebe verbunden. Das Differentialgetriebe ist zwischen den Antriebswellen der sekundären Antriebsachse angeordnet. Das Differentialgetriebe weist die zweite Kupplungseinrichtung auf. Das von der Disconnect-Kupplung be-
reitgestellte Drehmoment kann über den Drehmomentübertragungsstrang auf die zweite Kupplungseinrichtung übertragen werden. Die zweite Kupplungseinrichtung, welche mit dem Differentialgetriebe der sekundären Antriebsachse verbunden ist, dient zum Verbinden der sekundären An- triebsachse mit dem Differentialgetriebe bzw. zum Verbinden des Differentialgetriebes mit den Antriebsrädern der Hinterachse und ist durch die zweite Aktuierungseinheit betätigbar, wobei die zweite Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Aktuierungskraft ein gewünschtes Drehmoment über die Antriebswellen der sekundären Antriebsachse entsprechend auf diese übertragen kann. Die zweite Kupplungseinrichtung kann daher als schaltbares Differential ausgeführt sein.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die zweite Kupplungseinrichtung als sogenannte twin RDM (twin rear drive module) ausgeführt, wobei die twin RDM aus zwei Kupplungen aufgebaut ist, wobei je eine
Kupplung jeweils einem Antriebsrad der sekundären Antriebsachse zugeordnet ist. Dadurch kann das Differential an der sekundären Antriebsache entfallen, da über die als Mehrscheiben-Lamellenkupplungen ausgeführten twin RDMs und über die Aktuierung des jeweiligen Lamellenpakets das optimale Drehmoment an das jeweilige Antriebsrad übertragen wird. Die Steuereinheit aktuiert je nach Bedarfsfall eine oder beide Kupplungen, wobei die twin RDM jeweils eine Aktuierungseinheit je Kupplung aufweisen. Der Einsatz von twin RDMs ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird unter anderem in der US 6578692 B2 beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Kupplungseinrichtung, als Mehrscheiben-Lamellenkupplung ausgeführt, und über einen Kupplungskorb mit einem Antriebszahnrad drehbar verbunden, wobei die Lamellenkupplung in der PTU angeordnet ist. Das Antriebszahnrad ist be- vorzugt über eine Vorgelegewelle welche ein Tellerrad aufweist über ein
Ritzel mit dem Drehmomentübertragungsstrang verbunden. Die PTU ist mit einem Differentialgetriebe der primären Antriebsachse verbunden. Das Differentialgetriebe ist mit einem Übersetzungsgetriebe der Antriebseinheit verbunden.
Im betätigten Zustand der zweiten Kupplungseinrichtung wird ein Antriebs- oder Drehmoment von der Antriebseinheit über das mit dem Kupplungskorb verbundene Antriebszahnrad über das Kegelradgetriebe auf den Drehmomentübertragungsstrang übertragen. Die zweite Kupplungsein- richtung wird durch eine Aktuierungskraft einer Aktuierungseinheit betätigt, wobei die Betätigung bevorzugt elektromagnetisch, elektromecha- nisch oder hydraulisch erfolgt. Alle dem Fachmann bekannten Aktuie- rungseinheiten können verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Kupplungseinrichtung in einem Verteilergetriebe angeordnet, wobei Verteilergetriebe bei längsverbauten Verbrennungskraftmaschinen zur Übertragung eines Drehmoments der Antriebseinheit erforderlich sind. Die zweite Kupplungseinrichtung wird als sogenannte On-Demand Kupplung ausgeführt. On-Demand Kupplungen sind bevorzugt als Lamellenkupplungen ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist die zweite Kupplungseinrichtung als Klauenkupplung ausgeführt. Bevorzugt ist die Disconnect-Kupplung als Klauenkupplung ausgeführt.
Die Disconnect-Kupplung kann auch als Lamellenkupplung, synchronisierte Kupplung, Rollengesperre oder anderer drehmomentübertragender Trennmechanismus ausgebildet sein.
Die Betätigung der Disconnect-Kupplung erfolgt bevorzugt elektromagnetisch, elektromechanisch oder hydraulisch, wobei die Steuerungseinheit die Aktuierung entsprechend der erfassten und ausgewerteten Signale und Parameter auslöst.
Bevorzugt erfolgt die Ermittlung des Allradbedarfs als Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für einen Allradbedarf in zumindest drei Kategorien, nämlich„niedrig",„mittel" und„hoch", wobei der vorbestimmte Allradbedarf der Kategorie„mittel" entspricht. Das Vorbereiten des Allradbetriebs ohne Schließen der Disconnect-Kupplung erfolgt daher bei einer mittleren Wahrscheinlichkeit des Allradbedarfs - falls die Vorbereitung nicht ohnehin schon zuvor stattgefunden hat.
Bevorzugt wird in der Kategorie„niedrig" die Disconnect-Kupplung geöff- net oder bleibt geöffnet. Wenn die Kategorie„niedrig" ermittelt wird, wird das Kraftfahrzeug in den Zweiradbetrieb geschalten bzw. beibehalten, falls dieses bereits im Zweiradbetrieb war.
Bevorzugt bleibt in der Kategorie„hoch" die Disconnect-Kupplung ge- schlössen oder wird, falls sie noch nicht geschlossen war, insbesondere über die zweite Aktuierungseinheit, nötigenfalls ein Allradbetrieb vorbereitet und die Disconnect-Kupplung geschlossen. Bei hohem bzw. sicherem Bedarf an einem Allradantrieb kann dieser vollständig hergestellt werden, unabhängig davon ob Vorbereitungsmaßnahmen wie eine Synchronisie- rung des Drehmomentübertragungsstrangs bereits früher erfolgt sind oder noch nicht.
Da meist die Synchronisierung bereits vor dem Benötigen des eigentlichen Allradbedarfs erfolgt ist, kann das Zuschalten der sekundären An-
triebsachse ohne Zeitverzögerung erfolgen, wodurch ein verbesserter Fahrkomfort erreicht wird.
Bevorzugt erfolgt das Vorbereiten eines Allradbetriebes so, dass, insbe- sondere über die zweite Kupplungseinrichtung, eine Vorsynchronisierung des Drehmomentübertragungsstrangs mit der primären Antriebsachse erfolgt.
Besonders bevorzugt erfolgt das Vorsynchronisieren dadurch, dass durch Schließen der zweiten Kupplungseinrichtung eine Drehzahl von an der sekundären Antriebsachse angeordneten Rädern auf die sekundäre Antriebsachse und den Drehmomentübertragungsstrang zumindest teilweise übertragen wird. In einer Ausführungsform erfolgt das Vorbereiten eines Allradbetriebes so, dass ein Durchfahren eines Lüftwegs, insbesondere der zweiten Kupplungseinrichtung, erfolgt.
In einer Ausführungsform erfolgt das Vorbereiten eines Allradbetriebes so, dass eine Motor-Pumpeneinheit, insbesondere zur Aktuierung der zweiten Kupplungseinrichtung, gestartet wird.
In einem mehrstufigen erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ermittlung des Allradbedarfs als Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für einen All- radbedarf in zumindest vier Kategorien, nämlich„niedrig",„mittell",„mittel" und„hoch", erfolgen, und können, falls die Kategorie„mittell" oder „mittel2" vorliegt, unterschiedliche Schritte zum Vorbereiten eines Allradbetriebes durchgeführt werden und die Disconnect-Kupplung ( 15) jeweils nicht geschlossen werden. Erfindungsgemäße können daher zwei oder mehrere mittlere Kategorien bzw. für den Allradbedarf relevante Zustände
unterschieden werden, also auch viele weitere Zwischenstufen, wobei in den verschiedenen mittleren Zuständen auf verschiedene Weise das Umschalten auf Allradbetrieb vorbereitet, jedoch noch nicht abgeschlossen wird.
In einem mehrstufigen erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ermittlung des Allradbedarfs als Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für einen Allradbedarf in zumindest vier Kategorien, nämlich„niedrig",„mittell",„mittel" und„hoch", erfolgen, und falls die Kategorie„mittell" vorliegt, ein Durchfahren des Lüftwegs, insbesondere der zweiten Kupplungseinrichtung, erfolgen oder eine Motor-Pumpeneinheit, insbesondere zur Aktuie- rung der zweiten Kupplungseinrichtung, gestartet werden und falls die Kategorie„mittel2" vorliegt, eine Vorsynchronisierung des Drehmomentübertragungsstrangs mit der primären Antriebsachse erfolgen, jeweils falls diese Maßnahmen nicht bereits zuvor durchgeführt wurden.
Die Eingangssignale zum Ermitteln des Allradbedarfs für das Kraftfahrzeug umfassen bevorzugt Ist-Daten des Fahrzeugs, insbesondere Raddrehzahlen, einen Lenkwinkel, eine Gierrate, einen Wankwinkel, einen Nickwinkel, eine Seitenbeschleunigung, eine Längsbeschleunigung, eine Stellung eines Fahrmodusschalters, eine Stellung eines
ESC/ASR/ASC/ABS/ESP Schalters, eine Gaspedalposition, eine Bremspedalposition, eine Umgebungstemperatur, eine Stellung eines Tempomatschalter, Daten eines Abstandsradars, eine Getriebeschaltstellung, eine Drosselposition, eine Motordrehzahl und/oder ein Motormoment.
Signale von Lichtsensor und Regensensor aber auch Reifendrucksensoren können beispielsweise ebenfalls zur Ermittlung des aktuellen bzw. des zu erwartenden Fahrzustands verwendet werden.
Die Eingangssignale zum Ermitteln des Allradbedarfs für das Kraftfahrzeug können externe Informationen umfassen, wie Daten einer Car-to-Car Kommunikation und/oder Internet- bzw. Satellitendaten. Die Eingangssignale können auch Car-to-X-Kommunikationssignale verwenden, wobei Fahrzeuge und Infrastruktur elektronisch miteinander vernetzt sind. Dies erlaubt den direkten Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur wie z. B. Lichtsignalanlagen. Car-to-X ist demnach ein umfassendes Nachrich- tennetzwerk, an dem jeder Verkehrsteilnehmer beteiligt sein kann. Die
Bezeichnung„X" steht für eine erweiterte Kommunikation wie z.B. Notrufzentralen und Einrichtungen zur Verkehrssteuerung.
Die Eingangssignale zum Ermitteln des Allradbedarfs für das Kraftfahr- zeug können zeitlich vorangegangene Fahrereignisse umfassen. Anhand der vorangegangen Ereignisse versucht die Steuereinheit nachfolgende Ereignisse zu errechnen und entsprechend die Wahrscheinlichkeit des Bedarfs eines Allradantriebs zu ermitteln. Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt auch durch ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit, wobei das Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit, eine primäre Antriebsachse, einen Drehmomentübertragungsstrang, eine Disconnect-Kupplung zur An- und Abkopplung des Drehmomentübertragungsstrangs von der Antriebseinheit, eine sekundäre Antriebsachse, bevorzugt auch eine zweite Kupplungseinrichtung zur An- und Abkopplung des Drehmomentübertragungsstrangs von der sekundären Antriebsachse, wobei die Steuereinheit über eine erste Aktuierungs- einheit die Disconnect-Kupplung und bevorzugt auch über eine zweite Aktuierungseinheit die zweite Kupplungseinrichtung betätigen kann, wo-
bei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Motor in Querbauweise.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Motor in Längsbau- weise.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach dem
Stand der Technik. Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In Fig. 1 wird eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen zeit- weise allradgetriebenes Kraftfahrzeug 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1
umfasst insbesondere eine als Verbrennungskraftmaschine ausgeführte Antriebseinheit 1 1 in Querbauweise, welche über ein Getriebe 12 und ein Differentialgetriebe 13 mit einer PTU 2 verbunden ist. Die PTU 2 weist eine Disconnect-Kupplung 15 auf, welche durch eine erste Aktuierungseinheit 16 betätigbar ist. Das Differentialgetriebe 13 ist mit der primären Antriebsachse 14 verbunden, wobei die primäre Antriebsachse 14 permanent angetrieben wird. Die Disconnect-Kupplung 15 ist bevorzugt als Klauenkupplung ausgeführt. Die PTU 2 ist mit einem Drehmomentübertragungsstrang 17 verbunden. Der Drehmomentübertragungsstrang 17 ist mit einem weiteren Differentialgehäuse 23 verbunden. Das Differentialgehäuse 23 weist eine zweite Kupplungseinrichtung 25, als Hang-On Kupplung ausgebildet, auf, welche mit der sekundären Antriebsachse 24 verbindbar ist. Die Betätigung der Hang-On Kupplung 25 erfolgt mittels einer zweiten Aktuierungseinheit 26, wobei die erste Aktuierungseinheit 16 und die zweite Aktuierungseinheit 26 bevorzugt elektromagnetisch, elektromecha- nisch oder hydraulisch betätigt werden. Die Betätigung der beiden Aktuie- rungseinheiten 16, 26 erfolgt durch eine Steuereinheit 3, welche aufgrund einer Vielzahl von Sensoren, Schaltern (nicht dargestellt) und anderen Eingangsinformationen einen Fahrzustand bzw. einen zu erwartenden Fahrzustand ermittelt.
Ein zumindest zeitweise allradgetriebenes Kraftfahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 1 1, in Längsbauweise, wird in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Anordnung wird eine als Verbrennungskraftmaschine ausgeführte An- triebseinheit 1 1 und das Getriebe 12 in Fahrzeuglängsrichtung verbaut. Nach dem Getriebe 12 ist ein Verteilergetriebe 18 angeordnet, welches zum Verteilen der Antriebskraft auf die primäre Antriebsachse 14 und die sekundäre Antriebsachse 24 ausgebildet ist, wobei bei dieser Motorbauweise die primäre Antriebsachse 14 die Hinterachse ist, und die sekundä- re Antriebsachse 24 die Vorderachse ist. Der Drehmomentübertragungs-
Strang 17.1 verbindet das Verteilergetriebe 18 gelenkig mit der sekundären Antriebsachse 24 und die Drehmomentübertragung 17.2 mit der primären Antriebsachse 14. Das Verteilergetriebe 18 weist eine zweite Kupplungseinrichtung 25, auch On-Demand Kupplung genannt, auf. Die On- Demand Kupplung 25 weist eine zweite Aktuierungseinheit 26 auf, wobei die zweite Aktuierungseinheit 26 von der Steuereinheit 3 betätigt wird. Bei Betätigung der On-Demand Kupplung 25 wird der Drehmomentübertragungsstrang 17.1 mit der primären Antriebsachse 14 vorsynchronisiert. Bei Synchronisierung wird die in der PTU 2 befindliche Klauenkupplung geschlossen und die sekundäre Antriebsachse 24 angetrieben. Die PTU 2 ist im Bereich des Differentialgetriebes 23 der sekundären Antriebsachse 24 angeordnet.
In Fig. 3 wird ein Flussdiagramm eines aus dem Stand der Technik be- kannten Steuerungsverfahrens dargestellt. Zur Berechnung des Allradbedarfs werden Signale, Informationen und Parameter in Form von Fahrzeugdaten D, externen Informationen I und vorangegangenen Ereignissen E in der Steuereinheit 3 erfasst und daraus die Berechnung des Allradbedarfs B l durchgeführt. Aufgrund dieser Informationen wird der Allradbe- darf Wl für das Zuschalten einer sekundären Antriebsachse 24 ermittelt und in zwei Kategorien, 2WD bzw. 4WD eingestuft. Wird bei der Auswertung die erste Kategorie 2WD ermittelt, wird das Kraftfahrzeug 1 in Zweiradbetrieb geschaltet bzw. beibehalten, wenn das Kraftfahrzeug 1 bereits im Zweiradbetrieb war. Wenn die Auswertung die dritte Kategorie 4WD ermittelt, wird die sekundäre Antriebsachse 24 mit der primären Antriebsachse 14 durch das Schalten der zweiten Kupplungseinrichtung 25 und dem Schließen der Disconnect Kupplung 15, in den Allradbetrieb geschaltet.
In Fig. 4 wird ein Flussdiagram des erfindungsgemäßen, verbesserten Steuerungsverfahrens dargestellt. Während zur Ermittlung und Berechnung der Wahrscheinlichkeit des Allradbedarfs B2 im Wesentlichen die gleichen Signale, Informationen, und Parameter in Form von Fahrzeugda- ten D, externen Informationen I und vorangegangenen Ereignissen E verwendet werden wie in Fig. 3, wird bei der Ermittlung des Allradbedarfs W2 eine weitere Kategorie VS berücksichtigt, in welcher ein Allradbetrieb vorbereitet wird, jedoch die Disconnect-Kupplung nicht geschlossen wird und somit noch nicht auf Allradbetrieb umgestellt wird.
In Fig. 5 wird ein detaillierteres Flussdiagram eines erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens dargestellt. Es zeigt, dass die zweite Kategorie VS in zwei Phasen Ph l, Ph2 unterteilt ist. Dabei wird erfindungsgemäß eine zu erwartende Wahrscheinlichkeit des Allradbedarf B2 in zwei Phasen vorbe- rechnet, wobei in einer ersten Phase Ph l der Lüftweg der Hang-On Kupplung 25 durchfahren wird. Bei„höherer" Wahrscheinlichkeit des Allradbedarfs W2 wird in einer zweiten Phase Ph2 eine Vorsynchronisierung der sekundären Antriebsachse 24 und des Drehmomentübertragungsstrangs 17 mit der primären Antriebsachse 14, bei Offenhaltung der Disconnect- Kupplung 15, durchgeführt. Bei Ermittlung der dritten Kategorie 4WD ist die Vorsynchronisierung im Wesentlichen bereits erfolgt und es wird im Prinzip nur noch die Disconnect-Kupplung 15, zur Herstellung des Allradantriebs, geschlossen.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Power-transfer-unit (PTU)
3 Steuereinheit
1 1 Antriebseinheit
12 Getriebe
13 Differentialgetriebe
14 primäre Antriebsachse
15 Disconnect Kupplung
16 erste Aktuierungseinheit
17 Drehmomentübertragungsstrang
17.1 Drehmomentübertragungsstrang
17.2 Drehmomentübertragung primäre Antriebsachse
18 Verteilergetriebe
23 Differentialgetriebe
24 sekundäre Antriebsachse
25 zweite Kupplungseinrichtung
26 zweite Aktuierungseinheit
D Fahrzeugdaten
I externe Informationen
E vorangegangene Ereignisse
Bl Berechnung Allradbedarf
B2 Berechnung Allradbedarf
Wl Entscheidung abhängig von Allradbedarf
W2 Entscheidung abhängig von Allradbedarf
2WD Kategorie niedrig (2WD)
VS Kategorie mittel (Vorbereitung)
4WD Kategorie hoch (4WD)
Ph l Kategorie mittel 1 (Vorbereitung 1)
Ph2 Kategorie mittel2 (Vorbereitung2)