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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens, sowie einen Antriebsstrang für einen Kraftwagen.
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Antriebsstränge für Kraftwagen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher Antriebsstrang umfasst beispielsweise wenigstens einen Antriebsmotor, mittels welchem der jeweilige Kraftwagen antreibbar ist. Dabei umfasst der Antriebsstrang beispielsweise eine als Vorderachse ausgebildete Primärachse, welche erste Räder in Form von Vorderrädern aufweist. Die ersten Röder sind dem Antriebsmotor, insbesondere über eine Abtriebswelle des Antriebsmotors, antreibbar. Ferner umfasst der Antriebsstrang eine in Fahrzeuglängsrichtung von der Primärachse beabstandete Sekundärachse, welche zweite Räder aufweist. Die Sekundärachse ist beispielsweise eine in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse angeordnete Hinterachse, wobei die zweiten Räder Hinterräder sind. Zur Realisierung eines Allrad- oder Vierradantriebs kann dabei vorgesehen sein, dass die zweiten Räder von dem Antriebsmotor, insbesondere über dessen Abtriebswelle, antreibbar sind. Hierzu ist üblicherweise eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, welche geschlossen und zumindest teilweise geöffnet werden kann. Insbesondere im Rahmen einer variablen Regelung kann die Kupplungseinrichtung zumindest teilweise momentengeregelt geöffnet werden. Mit anderen Worten kann die Kupplungseinrichtung beispielsweise zumindest zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellt werden, wobei die Kupplungseinrichtung in der Offenstellung weiter geöffnet ist als in der Schließstellung.
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Dies bedeutet, dass die Kupplungseinrichtung in der Offenstellung vollständig oder lediglich teilweise geöffnet ist, wobei die Kupplungseinrichtung in der Schließstellung beispielsweise vollständig oder lediglich teilweise geschlossen ist, jedoch ist die Kupplungseinrichtung in der Schließstellung weiter oder stärker geschlossen als in der Offenstellung. Hierzu ist beispielsweise in der Schließstellung ein erstes Kupplungsmoment der Kupplungseinrichtung eingestellt, wobei in der Offenstellung ein gegenüber dem ersten Kupplungsmoment geringeres, zweites Kupplungsmoment der Kupplungseinrichtung eingestellt ist. Somit kann die Kupplungseinrichtung in der Schließstellung maximal ein erstes Drehmoment übertragen, wobei die Kupplungseinrichtung in der Offenstellung maximal ein gegenüber dem ersten Drehmoment geringeres, zweites Drehmoment übertragen kann.
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In geöffnetem Zustand der Kupplungseinrichtung sind die zweiten Räder von dem Antriebsmotor, insbesondere der Abtriebswelle, entkoppelt, sodass der Antriebsmotor zwar die ersten Räder, nicht jedoch die zweiten Räder antreiben kann oder der Antriebsmotor kann die zweiten Räder nur geringfügig und insbesondere geringfügiger als in einem Zustand, in welchem die Kupplungseinrichtung geschlossen ist, antreiben. Dann ist beispielsweise ein Vorderrad- oder Hinterradantrieb beziehungsweise ein Zweiradantrieb eingestellt. In geschlossenem Zustand der Kupplungseinrichtung sind die zweiten Räder über die Kupplungseinrichtung mit dem Antriebsmotor, insbesondere mit dessen Abtriebswelle, gekoppelt, sodass der Antriebsmotor, insbesondere in einem Zugbetrieb, sowohl die ersten Räder als auch die zweiten Räder antreiben kann. Dadurch ist der zuvor genannte Allrad- beziehungsweise Vierradantrieb eingestellt.
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Außerdem offenbart die
DE 10 2013 207 433 A1 ein Verfahren zum Steuern eines Multi-Mode-Getriebes, das eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungskupplungen umfasst, die fluidtechnisch mit einem Hydraulikkreis gekoppelt sind. Der Hydraulikkreis ist fluidtechnisch mit einer unabhängig steuerbaren Hydraulikpumpe gekoppelt. Im Rahmen des Verfahrens wird beim Detektieren einer nicht befohlenen Aktivierung von einer der Drehmomentübertragungskupplungen der Betrieb der Hydraulikpumpe gesperrt. Ferner werden zulässige Getriebezustände identifiziert. Außerdem wird die eine der Drehmomentübertragungskupplungen synchronisiert. Des Weiteren wird ein Betrieb der Hydraulikpumpe freigegeben, und das Getriebe wird in einem der zulässigen Getriebezustände betrieben.
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Die
DE 10 2009 034 586 A1 offenbart einen Hybrid-Allradtriebstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebselektromaschine zur Erzeugung einer Antriebskraft für eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Überprüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens sowie einen Antriebsstrang für einen Kraftwagen zu schaffen, sodass der Antriebsstrang besonders effizient und sicher betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens. Der Antriebsstrang und somit der Kraftwagen umfassen wenigstens einen Antriebsmotor, welcher eine Abtriebswelle aufweist. Über die Abtriebswelle kann der Antriebsmotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellen. Der Antriebsmotor ist dabei beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Ferner ist es denkbar, dass der Antriebsmotor als Elektromotor beziehungsweise als elektrische Maschine ausgebildet ist. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Primärachse, welche erste Räder aufweist. Die ersten Räder sind über die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor antreibbar. Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang eine beispielsweise von der Abtriebswelle unterschiedliche, zusätzlich zur Abtriebswelle vorgesehene zweite Welle, welche von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar ist. Außerdem weist der Antriebsstrang eine Sekundärachse auf, welche beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung von der Primärachse beabstandet ist. Die Sekundärachse weist zweite Räder auf, welche über die zweite Welle von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar sind.
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Beispielsweise ist die Primärachse eine Vorderachse, sodass die ersten Räder Vorderräder sind. Dann ist die Sekundärachse eine in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse angeordnete Hinterachse, wobei dann die zweiten Räder Hinterräder sind. Dabei ist die Hinterachse als sogenannte Hang-On-Hinterachse ausgebildet. Ferner ist es denkbar, dass die Primärachse die Hinterachse ist, sodass die ersten Räder die Hinterräder sind. Dann ist die Sekundärachse die in Fahrzeuglängsrichtung vor der Hinterachse angeordnete Vorderachse, wobei dann die zweiten Räder die Vorderräder sind. Dabei ist die Vorderachse als sogenannte Hang-On-Vorderachse ausgebildet.
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Darüber hinaus umfasst der Antriebsstrang eine erste Kopplungseinrichtung, mittels welcher die zweite Welle über die erste Kopplungseinrichtung mit der Abtriebswelle koppelbar ist. Dabei ist die erste Kopplungseinrichtung zumindest zwischen einer ersten Schließstellung und einer ersten Offenstellung, in welcher die erste Kopplungseinrichtung weiter geöffnet ist als in der ersten Schließstellung, verstellbar. Die erste Schließstellung dient beispielsweise dem Koppeln der zweiten Welle über die erste Kopplungseinrichtung mit der Abtriebswelle. Somit ist beispielsweise in der ersten Schließstellung die zweite Welle über die erste Kopplungseinrichtung mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass die zweite Welle über die erste Kopplungseinrichtung von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird, insbesondere dann, wenn sich der Antriebsmotor in seinem Zugbetrieb befindet. In dem Zugbetrieb stellt der Antriebsmotor über seine Abtriebswelle Drehmomente bereit.
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Die erste Offenstellung beispielsweise dient dem Entkoppeln der zweiten Welle von der Abtriebswelle, sodass beispielsweise in der ersten Offenstellung die zweite Welle von der Abtriebswelle entkoppelt ist. Darunter ist zu verstehen, dass die zweite Welle in der ersten Offenstellung der ersten Kopplungseinrichtung nicht über die erste Kopplungseinrichtung mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, sodass in der ersten Offenstellung keine oder nur sehr geringe Drehmomente zwischen der zweiten Welle und der Abtriebswelle über die erste Kopplungseinrichtung übertragen werden können. Befindet sich die erste Kopplungseinrichtung in der ersten Offenstellung, so kann die zweite Welle über die erste Kopplungseinrichtung von der Abtriebswelle auch dann nicht angetrieben werden beziehungsweise in der ersten Offenstellung können auch dann keine Drehmomente von der Abtriebswelle über die erste Kopplungseinrichtung auf die zweite Welle übertragen werden, wenn sich der Antriebsmotor in dem Zugbetrieb befindet und somit über die Abtriebswelle Drehmomente bereitstellt.
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In der ersten Schließstellung ist beispielsweise ein erstes Kupplungsmoment der ersten Kupplungseinrichtung eingestellt, sodass die erste Kupplungseinrichtung in der ersten Schließstellung maximal ein erstes Drehmoment übertragen kann. In der ersten Offenstellung ist beispielsweise ein gegenüber dem ersten Kupplungsmoment geringeres zweites Kupplungsmoment der ersten Kupplungseinrichtung eingestellt, sodass die erste Kupplungseinrichtung in der ersten Offenstellung maximal ein gegenüber dem ersten Drehmoment geringeres, zweites Drehmoment übertragen kann. Vorzugsweise sind beide Kupplungsmomente und beide Drehmomente von Null unterschiedlich beziehungsweise, insbesondere betragsmäßig, größer als Null, Somit ist die erste Kupplungseinrichtung in der ersten Schließstellung beispielsweise vollständig oder nur teilweise geöffnet. In der ersten Offenstellung ist die erste Kupplungseinrichtung beispielsweise vollständig oder nur teilweise geöffnet, jedoch ist die erste Kupplungseinrichtung in der ersten Offenstellung weiter offen als in der ersten Schließstellung beziehungsweise die erste Kupplungseinrichtung ist in der ersten Schließstellung weiter oder stärker geschlossen als in der ersten Offenstellung.
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Der Antriebsstrang umfasst darüber hinaus eine zweite Kopplungseinrichtung, welche zwischen einer zweiten Schließstellung und wenigstens einer zweiten Offenstellung verstellbar ist. Die zweite Schließstellung dient dem Koppeln zumindest eines der zweiten Räder über die zweite Kopplungseinrichtung mit der zweiten Welle. Insbesondere dient die zweite Schließstellung dem Koppeln der zweiten Räder über die zweite Kopplungseinrichtung mit der zweiten Welle.
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Die zweite Offenstellung dient dem Entkoppeln des zumindest einen zweiten Rads von der zweiten Welle. Insbesondere dient die zweite Offenstellung dem Entkoppeln der zweiten Räder von der zweiten Welle. In der zweiten Schließstellung ist das zumindest eine zweite Rad beziehungsweise sind die zweiten Räder beispielsweise über die zweite Kopplungseinrichtung mit der zweiten Welle gekoppelt, sodass in der zweiten Schließstellung Drehmomente zwischen dem zumindest einen zweiten Rad beziehungsweise den zweiten Rädern und der zweiten Welle über die zweite Kopplungseinrichtung übertragen werden können. Dadurch können beispielsweise in der zweiten Schließstellung die zweiten Räder von der zweiten Welle über die zweite Kopplungseinrichtung angetrieben werden, insbesondere dann, wenn die zweite Welle von der Abtriebswelle beziehungsweise von dem Antriebsmotor angetrieben wird.
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In der zweiten Offenstellung ist das zumindest eine zweite Rad beziehungsweise sind die zweiten Räder beispielsweise von der zweiten Welle entkoppelt. Darunter ist zu verstehen, dass in der zweiten Offenstellung keine Drehmomente von der zweiten Welle über die zweite Kopplungseinrichtung auf das zumindest eine zweite Rad beziehungsweise die zweiten Räder übertragen werden können beziehungsweise umgekehrt, sodass beispielsweise in der zweiten Offenstellung das zumindest eine zweite Rad beziehungsweise die zweiten Räder auch dann nicht über die zweite Kopplungseinrichtung von der zweiten Welle angetrieben werden beziehungsweise angetrieben werden können, wenn die zweite Welle von dem Antriebsmotor angetrieben wird.
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Durch die erste Kopplungseinrichtung kann beispielsweise eine erste, insbesondere vordere, Trennstelle geschaffen werden, an welcher die zweite Welle bedarfsgerecht mit der Abtriebswelle gekoppelt und von der Abtriebswelle entkoppelt werden kann. Mittels der zweiten Kopplungseinrichtung kann beispielsweise eine zweite, insbesondere hintere, Trennstelle geschaffen werden, an welcher das zumindest eine zweite Rad beziehungsweise die zweiten Räder bedarfsgerecht mit der zweiten Welle gekoppelt und von der zweiten Welle entkoppelt werden können. Durch den Einsatz der Kopplungseinrichtungen und der daraus resultierenden Möglichkeit, die genannten Trennstellen zu schaffen, kann ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer, insbesondere kraftstoffverbrauchsarmer, Betrieb des Antriebsstrangs realisiert werden. Insbesondere kann besonders effizient und effektiv zwischen einem Vorderrad- beziehungsweise Hinterrad- oder Zweiradantrieb und einem Allrad- oder Vierradantrieb umgeschaltet werden. Zur Realisierung des Vierrad- beziehungsweise Allradantriebs werden sowohl die erste Schließstellung der ersten Kopplungseinrichtung als auch die zweite Schließstellung der zweiten Kopplungseinrichtung eingestellt. Dann kann der Antriebsmotor, insbesondere in seinem Zugbetrieb, über die Abtriebswelle sowohl die ersten Räder als auch über die Abtriebswelle und die zweite Welle die zweiten Räder antreiben. Mit anderen Worten werden dann im Zugbetrieb des Antriebsmotors Drehmomente, die der Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitstellt, auf die ersten Räder und über die erste Kopplungseinrichtung, die zweite Welle und die zweite Kopplungseinrichtung auf die zweiten Räder übertragen.
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Um den Zweirad- beziehungsweise Vorderrad- oder Hinterradantrieb zu realisieren, werden sowohl die erste Offenstellung der ersten Kopplungseinrichtung als auch die zweite Offenstellung der zweiten Kopplungseinrichtung eingestellt. Dann kann der Antriebsmotor in seinem Zugbetrieb über die Abtriebswelle die ersten Räder der Primärachse antreiben, jedoch kann der Antriebsmotor - da die Kopplungseinrichtungen geöffnet sind - in dem Zugbetrieb die zweiten Räder nicht antreiben. Da nicht nur die zweiten Räder an der zweiten Trennstelle von der zweiten Welle entkoppelt sind, sondern die zweite Welle an der ersten Trennstelle von der Abtriebswelle entkoppelt ist, wird die beispielsweise als Kardanwelle ausgebildete zweite Welle weder von den sich beispielsweise drehenden zweiten Rädern noch von der Abtriebswelle angetrieben. Der Antriebsstrang beziehungsweise der Antriebsmotor muss somit keine Antriebsleistung zum Antreiben der zweiten Welle bereitstellen, sodass ein besonders effizienter beziehungsweise energiegünstiger Betrieb des Antriebsstrangs realisiert werden kann.
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Durch die Möglichkeit, zwischen dem Zweirad- beziehungsweise Vorderrad- oder Hinterradantrieb und dem Allrad- beziehungsweise Vierradantrieb umzuschalten, ist der Antriebsstrang als Allradantriebsstrang oder als Allradsystem ausgebildet. Dabei sind die Kopplungseinrichtungen sogenannte Allradkupplungen, mittels welchen bedarfsgerecht zwischen dem Zweirad- beziehungsweise Vorderrad- oder Hinterradantrieb und dem Allrad- beziehungsweise Vierradantrieb umgeschaltet werden kann.
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Um nun darüber hinaus einen besonders sicheren Betrieb des Antriebsstrangs zu realisieren, ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass mittels wenigstens eines Sensors eine Drehzahl der zweiten Welle erfasst wird. Ferner ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl wenigstens eine der Kopplungseinrichtungen, insbesondere beide Kopplungseinrichtungen, überprüft wird beziehungsweise werden.
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Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Allradsysteme Fehlfunktionen von Allradkupplungen, insbesondere fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Allradkupplungen, nicht zweifelsfrei erkennen können. Unter einer solchen fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Allradkupplung ist eine Allradkupplung zu verstehen, welche geschlossen ist, das heißt welche sich in ihrer Schließstellung befindet, obwohl eigentlich die Offenstellung der Allradkupplung gewünscht beziehungsweise von einem Steuergerät vorgegeben ist. Ein korrekt funktionierendes Allradsystem koppelt die Raddrehzahlen von Primär- und Sekundärachse (Vorder- und Hinterachse oder umgekehrt) und verhindert einen Differenzschlupf zwischen der Primärachse und der Sekundärachse, welche auch als Achsen oder Antriebsachsen bezeichnet werden. Situativ können geringe Ausgleichsbewegungen ausgeführt werden. Diese treten jedoch im üblichen Fahrbetrieb nicht in einer solch ausgeprägten Form auf, dass diese für eine Erkennung einer fehlerhaften, insbesondere fehlerhaft gesperrten oder geschlossenen, Allradkupplung sicher ausreichen.
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Eine Fehlfunktion einer solchen Allradkupplung kann sich beispielsweise bei einer Bremsung auf Niedrigreibwerten auswirken. Hierbei führt eine unerwünschte Kopplung der Antriebsachsen zu sehr ähnlichen Raddrehzahlen an beiden Antriebsachsen. Dadurch kann beispielsweise eine Fahrsituation, in deren Rahmen der Kraftwagen auf Eis gebremst wird, von einem Bremsregelsystem des Antriebsstrangs nicht oder nur sehr schwer erkannt werden. Die Raddrehzahlen verhalten sich hier gleich zu einer Verzögerung auf Hochreibwerten. Das Bremsregelsystem geht dabei nicht von blockierenden Rädern, sondern von einem bereits stehenden Fahrzeug aus, und der Fahrer wird nicht durch ein vorgesehenes Antiblockiersystem (ABS) unterstützt.
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Rekuperiert beispielsweise ein Fahrzeug über einen fehlerhaft gesperrten Allradantrieb, stellt sich das Gleiche dar. Ein Stabilitätsregelsystem kann den Fahrer nicht optimal unterstützen. Eine Erkennung kann das Fahrverhalten situativ im stabilen Bereich halten. Dadurch wird weniger Energie rekuperiert. Somit kann eine fehlerhaft geschlossene Allradkupplung Einfluss auf die Fahrstabilität beim Bremsen beziehungsweise auf die Rekuperation haben.
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Diese Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, da auf Basis der erfassten Drehzahl der beispielsweise als Kardanwelle ausgebildeten zweiten Welle wenigstens eine der Kopplungseinrichtungen, insbesondere beide Kopplungseinrichtungen, sicher überprüft werden können. In der Folge können Fehlfunktionen der jeweiligen Kopplungseinrichtung erkannt werden, sodass dann beispielsweise entsprechende, aus dem Erkennen einer solchen Fehlfunktion resultierende Maßnahmen ergriffen werden können. In der Folge kann ein besonders sicherer Betrieb realisiert werden.
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Dabei wird in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl überprüft, ob sich die wenigstens eine Kopplungseinrichtung in ihrer Schließstellung oder in ihrer Offenstellung befindet. Dies ist besonders vorteilhaft, da - wie zuvor beschrieben - eine fehlerhaft geschlossene Allradkupplung das Fahrverhalten beeinträchtigen kann. Erfindungsgemäß kann nun sicher erkannt werden, ob die wenigstens eine Kopplungseinrichtung unerwünschterweise beziehungsweise fehlerhaft geschlossen ist, sodass daraus etwaig resultierenden Beeinträchtigungen des Fahrverhaltens beziehungsweise der Fahrstabilität entgegengewirkt werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels eines zweiten Sensors eine Raddrehzahl zumindest eines der ersten Räder erfasst wird, wobei die wenigstens eine Kopplungseinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Raddrehzahl des wenigstens einen ersten Rads überprüft wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass mittels eines dritten Sensors eine Raddrehzahl wenigstens eines der zweiten Räder erfasst wird, wobei die wenigstens eine Kopplungseinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Raddrehzahl des wenigstens einen zweiten Rads überprüft wird. Auf Basis der jeweiligen Raddrehzahl ist es möglich, den Sensor zum Erfassen der Drehzahl der zweiten Welle und somit das Erfassen der Drehzahl der zweiten Welle zu plausibilisieren, sodass eine etwaige Fehlfunktion der jeweiligen Kopplungseinrichtung besonders sicher erfasst werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass als die erste Kopplungseinrichtung eine Lamellenkupplung verwendet wird. Dadurch kann ein besonders effizienter sowie komfortabler Betrieb des Antriebsstrangs realisiert werden, da beispielsweise bei einem Umschalten von dem Vorderradbeziehungsweise Hinterradantrieb auf den Vierradantrieb mittels der Lamellenkupplung eine antriebsseitige Synchronisierung, insbesondere der zweiten Welle mit der Abtriebswelle, durchgeführt werden kann.
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Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs des Antriebsstrangs ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass als die zweite Kopplungseinrichtung eine formschlüssige Kopplungseinrichtung verwendet wird. Dadurch sind die zweiten Räder in der zweiten Schließstellung über die zweite Kopplungseinrichtung formschlüssig mit der zweiten Welle gekoppelt, sodass Drehmomente besonders effektiv zwischen den zweiten Räder und der zweiten Welle, insbesondere von der zweiten Welle auf die zweiten Räder, übertragen werden können.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als die formschlüssige Kopplungseinrichtung eine Klauenkupplung verwendet wird. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden. Ferner ermöglicht die Klauenkupplung eine besonders effiziente und effektive Kopplung der zweiten Räder mit der zweiten Welle.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Bei dem Antriebsstrang handelt es sich vorzugsweise um einen Antriebsstrang, welcher im Rahmen des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung zum Einsatz kommt. Somit umfasst der Antriebsstrang wenigstens einen Antriebsmotor, welcher eine Abtriebswelle aufweist. Ferner umfasst der Antriebsstrang eine Primärachse, welche über die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor antreibbare erste Räder aufweist. Außerdem umfasst der Antriebsstrang eine von der Abtriebswelle unterschiedliche, zusätzlich zur Abtriebswelle vorgesehene zweite Welle, welche von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbar ist. Der Antriebsstrang umfasst darüber hinaus eine Sekundärachse, welche über die zweite Welle von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor antreibbare zweite Räder aufweist. Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang eine erste Kopplungseinrichtung, mittels welcher die zweite Welle über die erste Kopplungseinrichtung mit der Abtriebswelle koppelbar ist. Dabei ist die erste Kopplungseinrichtung zumindest zwischen einer ersten Schließstellung und einer ersten Offenstellung, in welcher die erste Kopplungseinrichtung weiter geöffnet ist als in der ersten Schließstellung, verstellbar.
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Außerdem umfasst der Antriebsstrang eine zweite Kopplungseinrichtung, welche zwischen einer zweiten Schließstellung zum Koppeln zumindest eines der zweiten Räder über die zweite Kopplungseinrichtung mit der zweiten Welle und wenigstens einer zweiten Offenstellung zum Entkoppeln des zumindest einen zweiten Rads von der zweiten Welle verstellbar ist. Zudem ist wenigstens ein Sensor des Antriebsstrangs vorgesehen, wobei mittels des Sensors eine Drehzahl der zweiten Welle erfassbar ist. Ferner ist mittels des Sensors wenigstens ein die erfasste Drehzahl charakterisierendes, insbesondere elektrisches, Signal bereitstellbar. Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang eine elektronische Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird. Die elektronische Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, das Signal zu empfangen und in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl wenigstens eine der Kopplungseinrichtungen zu überprüfen. Die elektronische Recheneinrichtung ist dabei dazu ausgebildet, das Signal zu empfangen und in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl zu überprüfen, ob sich wenigstens eine der Kopplungseinrichtungen in ihrer Schließstellung oder in ihrer Offenstellung befindet. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für einen Kraftwagen, wobei der Antriebsstrang als Allradsystem ausgebildet ist und dabei wenigstens zwei Kopplungseinrichtungen umfasst, und wobei wenigstens eine der Kopplungseinrichtungen im Rahmen eines Verfahrens in Abhängigkeit von einer erfassten Drehzahl einer Welle des Antriebsstrangs überprüft wird.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Antriebsstrang eines Kraftwagens, welcher beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Anhand der Fig. wird auch ein Verfahren zum Überprüfen des Antriebsstrangs 10 erläutert. Der Antriebsstrang 10 umfasst wenigstens einen Antriebsmotor 12, welcher in dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei als Hubkolbenmaschine ausgebildet und umfasst ein Zylindergehäuse 14, durch welches mehrere, als Zylinder 16 ausgebildete Brennräume der Verbrennungskraftmaschine gebildet sind.
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Der Antriebsmotor 12 kann alternativ als elektrische Maschine beziehungsweise als Elektromotor ausgebildet sein und umfasst eine Abtriebswelle 18 sowie beispielsweise ein in der Fig. nicht erkennbares Gehäuseelement, wobei die Abtriebswelle 18 an dem Gehäuseelement um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert ist. Dabei ist das Zylindergehäuse 14 beispielsweise einstückig mit dem Gehäuseelement ausgebildet. Alternativ ist es denkbar, dass das beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildete Gehäuseelement separat von dem Zylindergehäuse 14 ausgebildet und mit dem Zylindergehäuse 14 verbunden ist.
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Da die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, ist die Abtriebswelle 18 als Kurbelwelle ausgebildet. In einem Zugbetrieb des Antriebsmotors 12 stellt der Antriebsmotor 12 über die Abtriebswelle 18 Drehmomente bereit, mittels welchen der Kraftwagen antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Der Zugbetrieb des Antriebsmotors 12 korrespondiert beispielsweise mit einem gefeuerten Betrieb des Antriebsmotors 12, wobei in dem gefeuerten Betrieb Verbrennungsvorgänge in den Zylindern 16 ablaufen. Durch diese Verbrennungsvorgänge wird die Abtriebswelle 18 angetrieben, das heißt um ihre Drehachse gedreht. Der Antriebsmotor 12 ist vorliegend als längs eingebauter beziehungsweise längs verbauter Antriebsmotor ausgebildet, da die Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
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Der Antriebsstrang 10 umfasst darüber hinaus eine als Vorderachse 20 ausgebildete Primärachse mit ersten Rädern in Form von Vorderrädern 22 und 24, über welche der Kraftwagen bei einer Fahrt entlang einer Fahrbahn auf der Fahrbahn abrollt. Dabei sind die Vorderräder 22 und 24 über die Abtriebswelle 18 von dem Antriebsmotor 12 antreibbar, insbesondere in dem Zugbetrieb des Antriebsmotors 12. Mit anderen Worten können die Vorderräder 22 und 24 in dem Zugbetrieb des Antriebsmotors 12 von der Abtriebswelle 18 und somit von dem Antriebsmotor 12 angetrieben werden.
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Dabei umfasst der Antriebsstrang 10 ein Getriebe 26, über welches die Vorderräder 22 und 24 von der Abtriebswelle 18 antreibbar sind. Das Getriebe 26 umfasst beispielsweise eine Getriebeeingangswelle 28 und eine Getriebeausgangswelle 30, wobei die Getriebeeingangswelle 28 von der Abtriebswelle 18 antreibbar ist. Außerdem ist ein Anfahrelement 32 vorgesehen, welches beispielsweise als Reibkupplung ausgebildet ist. Die Getriebeeingangswelle 28 ist dabei über das Anfahrelement 32 von der Abtriebswelle 18 und somit von dem Antriebsmotor 12 antreibbar. Das Anfahrelement 32 ist beispielsweise zwischen einer Koppelstellung und wenigstens einer Entkoppelstellung verstellbar. In der Koppelstellung ist beispielsweise die Getriebeeingangswelle 28 über das Anfahrelement 32, insbesondere drehfest, mit der Abtriebswelle 18 verbunden, sodass in der Koppelstellung die Getriebeeingangswelle 28 über das Anfahrelement 32 von der Abtriebswelle 18 antreibbar ist beziehungsweise in dem Zugbetrieb des Antriebsmotors 12 angetrieben wird. In der Entkoppelstellung jedoch ist die Getriebeeingangswelle 28 von der Abtriebswelle 18 entkoppelt, sodass die Getriebeeingangswelle 28 nicht über das Anfahrelement 32 mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt ist. Dadurch kann die Getriebeeingangswelle 28 über das Anfahrelement 32 nicht von der Abtriebswelle 18 angetrieben werden, insbesondere auch dann nicht, wenn sich der Antriebsmotor 12 in seinem Zugbetrieb befindet beziehungsweise über die Abtriebswelle 18 Drehmomente bereitstellt. Ferner ist es denkbar, dass das Anfahrelement 32 als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildet ist.
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Die Vorderachse 20 umfasst ein Differential 34, welches auch als Differentialgetriebe, Achsgetriebe oder Vorderachsgetriebe bezeichnet wird. Dabei sind die Vorderräder 22 und 24 über das Differential 34, die Getriebeausgangswelle 30, die Getriebeeingangswelle 28 und das Anfahrelement 32 von der Abtriebswelle 18 antreibbar, insbesondere dann, wenn sich das Anfahrelement 32 in seiner Koppelstellung befindet beziehungsweise geschlossen ist.
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Außerdem umfasst der Antriebsstrang 10 eine in Fahrzeuglängsrichtung von der Primärachse beabstandete Sekundärachse, welche als Hinterachse 36 ausgebildet ist. Die Hinterachse 36 ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse 20 angeordnet und umfasst zweite Räder in Form von Hinterrädern 38 und 40. Der Kraftwagen kann bei der zuvor genannten Fahrt entlang der Fahrbahn über die Hinterräder 38 und 40 auf der Fahrbahn abrollen. Dabei sind die Hinterräder 38 und 40 von der Abtriebswelle 18 und somit von dem Antriebsmotor 12 antreibbar. Die Vorderachse 20 und die Hinterachse 36 werden auch als Achsen oder Antriebsachsen bezeichnet.
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Der Antriebsstrang 10 umfasst darüber hinaus eine vorliegend als Kardanwelle ausgebildete zweite Welle 42, welche eine von der Abtriebswelle 18 unterschiedliche, zusätzlich zur Abtriebswelle 18 vorgesehene Welle ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, können Drehmomente, die der Antriebsmotor 12 über seine Abtriebswelle 18 bereitstellt, mittels der zweiten Welle 42 zu der Hinterachse 36 und insbesondere auf die Hinterräder 38 und 40 übertragen werden, sodass die Hinterräder 38 und 40 von der zweiten Welle 42 und über diese von der Abtriebswelle 18 beziehungsweise von dem Antriebsmotor 12 antreibbar sind. Dabei umfasst der Antriebsstrang 10 eine vorliegend als Lamellenkupplung 44 ausgebildete erste Kopplungseinrichtung, welche auch als erste Allradkupplung bezeichnet wird. Mittels der Lamellenkupplung 44 ist die zweite Welle 42 über die Lamellenkupplung 44 mit der Abtriebswelle 18 koppelbar. Dabei ist die die Lamellenkupplung 44 zumindest zwischen einer ersten Schließstellung und wenigstens einer ersten Offenstellung verstellbar. Die Lamellenkupplung 44 ist in der ersten Offenstellung weiter geöffnet als in der ersten Schließstellung beziehungsweise die Lamellenkupplung 44 ist in der ersten Schließstellung weiter oder stärker geschlossen als in der ersten Offenstellung.
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Beispielsweise ist in der ersten Schließstellung ein erstes Kupplungsmoment der Lamellenkupplung 44 eingestellt, sodass die Lamellenkupplung 44 in der ersten Schließstellung maximal ein erstes Drehmoment übertragen kann. In der ersten Offenstellung ist ein gegenüber dem ersten Kupplungsmoment geringeres zweite Kupplungsmoment der Lamellenkupplung 44 eingestellt, sodass die Lamellenkupplung 44 in der ersten Offenstellung maximal ein gegenüber dem ersten Drehmoment geringeres zweites Drehmoment übertragen kann. Somit ist die Lamellenkupplung 44 in der Schließstellung beispielsweise vollständig oder nur teilweise geschlossen, wobei die Lamellenkupplung 44 in der Offenstellung beispielsweise vollständig oder nur teilweise geöffnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Lamellenkupplung 44 in mehrere, unterschiedliche Zwischenstellungen verstellt werden kann, in denen die Lamellenkupplung 44 weder vollständig offen noch vollständig geschlossen ist, wobei sich die Zwischenstellungen in ihren Kupplungsmomenten und somit in den Drehmomenten, die die Lamellenkupplung 44 maximal übertragen kann, voneinander unterscheiden.
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Beispielsweise ist in der ersten Schließstellung die zweite Welle 42 über die Lamellenkupplung 44 mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt beziehungsweise von der Abtriebswelle 18 antreibbar, insbesondere dann, wenn das Anfahrelement 32 geschlossen ist beziehungsweise wenn die Getriebeeingangswelle 28 über das Anfahrelement 32 mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt ist. Sind somit beispielsweise die Lamellenkupplung 44 und das Anfahrelement 32 geschlossen, und befindet sich der Antriebsmotor 12 in seinem Zugbetrieb, in welchem der Antriebsmotor 12 über die Abtriebswelle 18 Drehmomente bereitstellt, so wird die zweite Welle 42 über die Lamellenkupplung 44, die Getriebeausgangswelle 30, die Getriebeeingangswelle 28, das Anfahrelement 32 und die Abtriebswelle 18 von dem Antriebsmotor 12 angetrieben.
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In der ersten Offenstellung jedoch ist die zweite Welle 42 beispielsweise von der Abtriebswelle 18 entkoppelt oder gegenüber der ersten Schließstellung weniger stark mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt, sodass dann die zweite Welle 42 gegenüber der ersten Schließstellung weniger stark oder nicht über die Lamellenkupplung 44 von der Abtriebswelle 18 beziehungsweise von dem Antriebsmotor 12 angetrieben werden kann, insbesondere auch dann nicht, wenn sich der Antriebsmotor 12 in seinem Zugbetrieb befindet und wenn das Anfahrelement 32 gekoppelt ist. In der ersten Schließstellung ist die Lamellenkupplung 44 geschlossen, wobei die Lamellenkupplung 44 in der ersten Offenstellung geöffnet ist.
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Der Antriebsstrang 10 umfasst eine vorliegend als Klauenkupplung 46 ausgebildete zweite Kopplungseinrichtung, welche beispielsweise in ein Differential 48 der Hinterachse 36 integriert ist. Die Hinterräder 40 sind dabei über das Differential 48, welches auch als Differentialgetriebe, Achsgetriebe oder Hinterachsgetriebe bezeichnet wird, von der zweiten Welle 42 antreibbar. Das jeweilige Differential 34 beziehungsweise 48 wird genutzt, um einen Drehzahlausgleich zwischen den Vorderrädern 22 und 24 beziehungsweise zwischen den Hinterrädern 38 und 40 zuzulassen. Insbesondere wird das jeweilige Differential 34 beziehungsweise 48 genutzt, um bei einer Kurvenfahrt unterschiedliche Drehzahlen zwischen dem jeweiligen kurveninneren Rad und dem jeweiligen kurvenäußeren Rad zuzulassen.
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Die Klauenkupplung 46 ist eine formschlüssige Kopplungseinrichtung, welche zwischen einer zweiten Schließstellung zum Koppeln zumindest eines der Hinterräder 38 und 40 über die Klauenkupplung 46 mit der zweiten Welle 42 und wenigstens einer zweiten Offenstellung zum Entkoppeln des zumindest einen Hinterrads 38 beziehungsweise 40 von der zweiten Welle 42 verstellbar ist. Mit anderen Worten, in der zweiten Schließstellung ist zumindest eines der Hinterräder 38 und 40 beziehungsweise sind die Hinterräder 38 und 40 beispielsweise über die Klauenkupplung 46 formschlüssig mit der zweiten Welle 42 gekoppelt, sodass insbesondere dann, wenn die zweite Welle 42 angetrieben wird, die Hinterräder 38 und 40 über die Klauenkupplung 46 von der zweiten Welle 42 angetrieben werden beziehungsweise antreibbar sind. In der zweiten Offenstellung jedoch ist das zumindest eine Hinterrad 38 beziehungsweise 40 beziehungsweise sind die Hinterräder 38 und 40 nicht über die Klauenkupplung 46 mit der zweiten Welle 42 gekoppelt, sodass dann beispielsweise die Hinterräder 38 und 40 nicht über die Klauenkupplung 46 von der zweiten Welle 42 angetrieben werden beziehungsweise antreibbar sind, insbesondere auch dann nicht, wenn die zweite Welle 42 angetrieben wird. In der zweiten Schließstellung ist die Klauenkupplung 46 geschlossen, wobei die Klauenkupplung 46 in der zweiten Offenstellung geöffnet ist. Die Klauenkupplung 46 wird auch als zweite Allradkopplung bezeichnet. Die Klauenkupplung 46 wird auch als zweite Allradkupplung bezeichnet.
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Die Klauenkupplung 46 ist beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der Abtriebswelle 18 zu dem zumindest einen Hinterrad 38 beziehungsweise 40 wischen dem Differential 48 und dem zumindest einen Hinterrad 38 beziehungsweise 40 angeordnet, sodass in der zweiten Offenstellung des Differentials 48 das zumindest eine Hinterrad 38 beziehungsweise 40 von dem Differential 48 und somit von dem Tellerrad beziehungsweise von der zweiten Welle 42 entkoppelt ist.
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Insgesamt ist aus der Fig. erkennbar, dass der Antriebsstrang 10 als Allradantriebsstrang oder Allradsystem ausgebildet ist. Dabei wird die Lamellenkupplung 44 zur Realisierung einer vorderen, ersten Trennstelle T1 genutzt, wobei die Klauenkupplung 46 zur Realisierung einer hinteren, zweiten Trennstelle T2 genutzt wird. Mittels der Allradkupplungen ist es möglich, bedarfsgerecht zwischen einem Zweirad- oder Vorderradantrieb und einem Allrad- oder Vierradantrieb umzuschalten. Um den Vorderrad- beziehungsweise Zweiradantrieb zu aktivieren, werden die Allradkupplungen geöffnet, sodass sich sowohl die Lamellenkupplung 44 als auch die Klauenkupplung 46 in den jeweiligen Offenstellungen befinden. Dadurch sind die Hinterräder 38 und 40 abgeschaltet. Sind die Allradkupplungen geöffnet, so werden insbesondere dann, wenn das Anfahrelement 32 geschlossen ist und sich der Antriebsmotor 12 in dem Zugbetrieb befindet, bezogen auf die Vorderräder 22 und 24 und die Hinterräder 38 und 40 lediglich die Vorderräder 22 und 24 von dem Antriebsmotor 12 über die Abtriebswelle 18 angetrieben. Ein durch den Antriebsmotor 12 bewirktes Antreiben der Hinterräder 38 und 40 unterbleibt oder findet geringfügiger als bei dem Vierradantrieb statt.
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Zum Einstellen beziehungsweise Aktivieren des Vierrad- oder Allradantriebs werden die Allradkupplungen (Lamellenkupplung 44 und Klauenkupplung 46) geschlossen, sodass sich die Allradkupplungen in ihren jeweiligen Schließstellungen befinden. Durch dieses Schließen der Allradkupplungen werden die Hinterräder 38 und 40 zugeschaltet, sodass beispielsweise dann, wenn das Anfahrelement 32 geschlossen ist und sich der Antriebsmotor 12 in dem Zugbetrieb befindet, sowohl die Vorderräder 22 und 24 als auch die Hinterräder 38 und 40 über die Abtriebswelle 18 von dem Antriebsmotor 12 angetrieben werden.
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Durch den Einsatz der beiden Allradkupplungen und die Realisierung der Trennstellen T1 und T2 kann ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer, insbesondere kraftstoffverbrauchsarmer, Betrieb des Antriebsstrangs 10 realisiert werden, da durch das Öffnen der Allradkupplungen die zweite Welle 42 sowohl von der Abtriebswelle 18 beziehungsweise von dem Antriebsmotor 12 als auch von den Hinterrädern 38 und 40 entkoppelt werden kann. Somit wird die zweite Welle 42 in dem Zweirad- beziehungsweise Vorderradantrieb weder von dem Antriebsmotor 12 noch von den sich beispielsweise drehenden Hinterrädern 38 und 40 angetrieben. Der Antriebsstrang 10, insbesondere der Antriebsmotor 12, muss somit keine Antriebsleistung zum Antreiben der beispielsweise als Kardanwelle ausgebildeten zweiten Welle 42 bereitstellen.
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Um nun darüber hinaus einen besonders sicheren Betrieb des Antriebsstrangs 10 realisieren zu können, umfasst der Antriebsstrang 10 wenigstens einen Sensor 50 zum Erfassen einer Drehzahl der zweiten Welle 42. Mit anderen Worten ist es im Rahmen des zuvor genannten Verfahrens vorgesehen, dass mittels des Sensors 50 eine Drehzahl der zweiten Welle 42 erfasst wird. Die mittels des Sensors 50 erfasste Drehzahl der zweiten Welle 42 wird in der Fig. mit nK bezeichnet. Der Sensor 50 stellt beispielsweise ein die erfasste Drehzahl nK charakterisierendes Signal bereit, welches beispielsweise ein elektrisches Signal ist. Das Signal wird von dem Sensor 50 an eine elektronische Recheneinrichtung 52 des Antriebsstrangs 10 übertragen und von der elektronischen Recheneinrichtung 52 empfangen. Die elektronische Recheneinrichtung 52 wird auch als Steuergerät bezeichnet.
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Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 52 wird in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal und somit in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl nK wenigstens eine der Allradkupplungen, insbesondere sowohl die Lamellenkupplung 44 als auch die Klauenkupplung 46, überprüft. Auf Basis der Drehzahl nK kann eine Fehlfunktion der jeweiligen Allradkupplung sicher und präzise ermittelt werden. Insbesondere kann mithilfe der Drehzahl nK eine fehlerhaft dauerhaft geschlossene Allradkupplung erfasst werden. Mit anderen Worten kann auf Basis der Drehzahl nK erfasst werden, ob sich die jeweilige Allradkupplung in ihrer Schließstellung oder in ihrer Offenstellung befindet. Befindet sich die jeweilige Allradkupplung beispielsweise in ihrer Schließstellung, obwohl der Zweiradantrieb eingestellt ist beziehungsweise eingestellt werden soll, wobei bei korrekt eingestelltem Zweiradantrieb beide Allradkupplungen geöffnet sind beziehungsweise geöffnet sein sollen, so kann auf eine Fehlfunktion der im Zweiradbetrieb geschlossenen Allradkupplung rückgeschlossen werden.
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In dem Antriebsstrang 10 kann ein Kraftfluss von dem Antriebsmotor 12 zu den Hinterrädern 38 und 40 sowohl an der Trennstelle T1 als auch an der Trennstelle T2 unterbrochen werden, indem die jeweilige Allradkupplung geöffnet wird. Zur Realisierung des Vierrad- beziehungsweise Allradantriebs sind beziehungsweise werden vorzugsweise beide Allradkupplungen geschlossen. Zur Realisierung des Vorderrad- beziehungsweise Zweiradantriebs sind beziehungsweise werden beide Allradkupplungen geöffnet. Der Allrad- beziehungsweise Vierradantrieb und der Vorderrad- beziehungsweise Zweiradantrieb sind Betriebszustände, zwischen welchen während eines Fahrbetriebs situativ dynamisch gewechselt werden kann. Dieses Wechseln beziehungsweise Umschalten zwischen den Betriebszuständen wird beispielsweise - insbesondere situativ dynamisch - mittels des Steuergeräts bewirkt.
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Ist eine der Allradkupplungen oder sind beide Allradkupplungen geschlossen, obwohl von dem Steuergerät der Vorderradantrieb angefordert wird, so liegt eine Fehlfunktion der jeweiligen Allradkupplung vor. Eine fehlerhaft geschlossene Allradkupplung würde zu einer drehenden zweiten Welle 42 führen, was beim Zweiradantrieb nicht gewünscht ist. Eine solche Fehlfunktion kann auf Basis der Drehzahl nK sicher erfasst werden. Mit anderen Worten kann mittels des Sensors 50 eine Überwachung realisiert werden, wobei in Rahmen der Überwachung überprüft wird, ob die Allradkupplungen geöffnet oder geschlossen sind.
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Ferner werden beispielsweise der Sensor 50 und somit die Drehzahl nK genutzt, um bei der Zuschaltung der Hinterräder 38 und 40 die Klauenkupplung 46 zu synchronisieren, insbesondere mittels der Lamellenkupplung 44, mittels welcher beispielsweise eine antriebsseitige Synchronisierung realisierbar ist.
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Ferner kann im Rahmen des Verfahrens eine Plausibilisierung des Sensors 50 beziehungsweise der Drehzahl nK erfolgen. Hierzu sind beispielsweise weitere Sensoren 52a-f vorgesehen, wobei wenigstens einer der Sensoren 52a-f zur Plausibilisierung des Sensors 50 beziehungsweise der Drehzahl nK genutzt wird. Die Sensoren 52a-d sind Raddrehzahlsensoren, wobei mittels des Sensors 52a eine Drehzahl nVR des Vorderrads 24, mittels des Sensors 52b eine Drehzahl nVL des Vorderrads 22, mittels des Sensors 52c eine Drehzahl nHR des Hinterrads 40 und mittels des Sensors 52d eine Drehzahl nHL des Hinterrads 38 erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Die Hinterräder 38 und 40 sind drehfest mit jeweiligen, beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildeten Achswellen 54 verbunden, wobei mittels des Sensors 52e beispielsweise eine Drehzahl nHW zumindest einer der Achswellen 54 erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Die jeweilige Drehzahl nVR, nVL, nHR beziehungsweise nHL wird auch als Raddrehzahl bezeichnet.
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Um die Hinterräder 38 und 40 von der zweiten Welle 42 antreiben zu können, ist beispielsweise ein Winkeltrieb vorgesehen, welcher ein in der Fig. nicht dargestelltes erstes Zahnrad und ein in der Fig. nicht dargestelltes zweites Zahnrad umfasst. Die Zahnräder stehen über jeweilige Verzahnungen miteinander in Eingriff, wobei das erste Zahnrad beispielsweise drehfest mit der zweiten Welle 42 verbunden und/oder als Kegelrad ausgebildet ist. Das zweite Zahnrad ist beispielsweise als Tellerrad ausgebildet und drehfest mit einem Differentialkorb des Differentials 48 verbunden. Dabei ist es alternativ oder zusätzlich denkbar, dass die Drehzahl nHW eine Drehzahl des Tellerrads ist, wobei die Drehzahl des Tellerrads mittels des Sensors 52e erfasst wird beziehungsweise erfassbar ist. Dabei weist der Winkeltrieb beispielsweise eine von 1 unterschiedliche Übersetzung auf, sodass die Drehzahl des über das drehfest mit der zweiten Welle 42 verbundene Kegelrad mit der zweiten Welle 42 gekoppelten Tellerrads zwar mit der Drehzahl nK der zweiten Welle 42 korreliert, jedoch wertemäßig nicht übereinstimmen muss. Da die Übersetzung des Winkeltriebs bekannt ist, kann einfach aus der erfassten Drehzahl des Tellerrads nicht Drehzahl der zweiten Welle berechnet werden, indem beispielsweise die Drehzahl des Tellerrads mit der Übersetzung des Winkeltriebs multipliziert wird.
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Beispielsweise ist die Klauenkupplung 46 derart angeordnet, insbesondere derart in das Differential 48 integriert, dass die Hinterräder 38 und 40 in der Offenstellung der Klauenkupplung 46 von dem Tellerrad und somit von dem Winkeltrieb entkoppelt sind. Dadurch wird in der Offenstellung der Klauenkupplung 46 beziehungsweise bei dem Zweiradantrieb nicht nur zweite Welle 42, sondern auch der Winkeltrieb nicht angetrieben, sondern sowohl die zweite Welle 42 als auch der Winkeltrieb sind bei dem Zweirad- beziehungsweise Vorderradantrieb sind sowohl die zweite Welle 42 als auch der Winkeltrieb stillgelegt. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden.
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Insbesondere ist in der zweiten Offenstellung der Klauenkupplung 46 das oben genannten, zumindest eine Hinterrad 38 beziehungsweise 40 von der zweiten Welle 42, insbesondere von dem Winkeltrieb Tellerrad, getrennt. Befindet sich dabei die Lamellenkupplung 44 ebenfalls in ihrer ersten Offenstellung, so ist bereits das Tellerrad des Winkeltriebs stillgelegt. Die Trennung des zweiten der Hinterräder 30 und 40 von der zweiten Welle 42 beziehungsweise von dem Winkeltrieb, insbesondere von dem Tellerrad des Winkeltriebs, ergibt sich aus dem offenen beziehungsweise geöffneten Differential 48,dass insbesondere dadurch geöffnet ist, dass sich die Klauenkupplung 46 in ihrer zweiten Offenstellung befindet. Durch dieses Öffnen des Differentials 48 kann auch auf das zweite Hinterrad 40 beziehungsweise 38 keine Kraft beziehungsweise kein Drehmoment von der zweiten Welle 42 beziehungsweise von dem Tellerrad übertragen werden beziehungsweise umgekehrt. Dabei sind zumindest die zweite Welle 42 und der Winkeltrieb ein sekundärer Antriebsstrang, welcher durch Verstellen der Allradkupplungen in die Offenstellungen stillgelegt werden kann. Dadurch kann der Energieverbrauch besonders gering gehalten werden.
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Mittels des Sensors 52f wird eine Drehzahl nM des Antriebsmotors 12, insbesondere der Abtriebswelle 18, erfasst. Darüber hinaus ist ein weiterer Sensor 52g vorgesehen, mittels welchem eine Drehzahl nG des Getriebes 26 erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Dabei kann alternativ oder zusätzlich der Sensor 52g zur Plausibilisierung des Sensors 50 beziehungsweise der Drehzahl nK genutzt werden.
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Das jeweilige Differential 34 beziehungsweise 48 weist eine Übersetzung auf, welche auch als Achsübersetzung bezeichnet wird. Aus dieser Übersetzung resultiert beispielsweise, dass sich die Vorderräder 22 und 24 mit einer anderen Drehzahl als die Abtriebswelle 18 und/oder die zweite Welle 42 drehen. Ferner resultiert aus der Achsübersetzung beispielsweise, dass sich die Hinterräder 38 und 40 beziehungsweise die Achswellen 54 und/oder das Tellerrad mit einer anderen Drehzahl als die zweite Welle 42 drehen.
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Dabei ist es denkbar, den Sensor 50 beziehungsweise die Drehzahl nK, insbesondere in dem Vierradantrieb, anhand eines um die jeweilige Achsübersetzung korrigierten Vergleichs mit den Raddrehzahlen beziehungsweise den Sensoren 52a-d, welche auch als Raddrehzahlsensoren bezeichnet werden, zu plausibilisieren. Ist die jeweilige Allradkupplung beispielsweise fehlerhaft geschlossen, so entspricht beispielsweise die Drehzahl nK einer der Raddrehzahl multipliziert mit der jeweiligen Achsübersetzung. Die jeweilige Raddrehzahl beziehungsweise der jeweilige Raddrehzahlsensor hat eine eigene Diagnose und kann somit als sicherer Vergleich beziehungsweise als sichere Plausibilisierung des Sensors 50 genutzt werden.
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Ferner ist es möglich, die Diagnose bezüglich eines generellen Fehlers beziehungsweise einer generellen Fehlfunktion der Allradkupplungen um eine Funktion zur Zuordnung der Fehlfunktion zur Lamellenkupplung 44 beziehungsweise zur Klauenkupplung 46 zu erweitern. Hierfür kann beispielsweise in Beschleunigungsphasen verglichen werden, ob die Drehzahl nK, welche auch als Kardandrehzahl bezeichnet wird, einer aus den beiden vorderen Drehzahlen nVR und nVL berechneten Drehzahl und/oder einer aus den beiden hinteren Drehzahlen nHR und nHL berechneten Drehzahl entspricht. Wird beispielsweise ermittelt, dass sich die zweite Welle 42 schneller als die Hinterräder 38 und 40 dreht, sodass die Drehzahl nK größer als die Drehzahlen nHR und nHL ist, so kann darauf rückgeschlossen werden beziehungsweise davon ausgegangen werden, dass die Lamellenkupplung 44 geschlossen und beispielsweise die Klauenkupplung 46 geöffnet ist. In der Folge kann auf einen Fehler beziehungsweise auf eine Fehlfunktion der Lamellenkupplung 44 rückgeschlossen werden.
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Insbesondere ist erkennbar, dass der Antriebsstrang 10 und das Verfahren eine sichere Diagnose eines etwaigen Fehlers der jeweiligen Allradkupplung ermöglicht. Dieser Fehler kann durch einen Abgleich der jeweiligen Drehzahlen bei Antriebs- oder Bremsschlupf ermittelt werden und unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Achsgetriebeübersetzungen noch der jeweiligen Allradkupplung zugeordnet werden. Die verwendeten Raddrehzahlsensoren haben dabei eine Eigendiagnose und eignen sich daher für Überwachungsfunktionen, insbesondere um den Sensor 50 zu plausibilisieren. Der zusätzlich verwendete, als Kardanwellendrehzahlsensor ausgebildete Sensor 50 wird mittels der bereits überwachten Raddrehzahlsensoren plausibilisiert. Somit kann ein in sich geschlossenes Überwachungskonzept mit voller Diagnosefähigkeit umgesetzt werden.
