Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automati¬ schen Betätigung von Quersperren bei Fahrzeugen, insbesondere bei Arbeits¬ maschinen und Einsatzfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1.

Herkömmliche knickgelenkte Baumaschinen, beispielsweise Muldenkip¬ per bzw. radgelenkte Ackerschlepper, Bau- oder Spezialmaschinen sind mit Lastschaltgetrieben, umfassend Drehmomentwandler bzw. Strömungskupplun¬ gen ausgerüstet. Im Getriebeabtrieb ist üblicherweise bei Muldenkippern und Ackerschleppern ein Zwischenachsdifferential eingebaut, welches ungesperrt eine Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachsen zulässt und gesperrt einen direkten Durchtrieb realisiert. Des weiteren ist in den Achsen des Fahrzeugs je ein Querdifferential eingebaut.

Differentiale von allradgetriebenen Fahrzeugen werden über Sperrkupp¬ lungen (Differentialsperren) aktiviert, wobei diese Sperrkupplungen automa¬ tisch oder manuell anhand von Fahrparametern des Fahrzeuges zum Sperren des Differentials eingerückt bzw. zum öffnen oder Ausschalten der Differential¬ sperre ausgeruckt werden.

Das Zuschalten von lastschaltbaren Differenzialsperren, die beispiels¬ weise als hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen ausgebildet sein können, kann durch Schlupfkontrolle, d.h. durch Vergleich der Räderdrehzahlen auto¬ matisiert werden. Aus der DE 19749919 A1 ist ein solches Verfahren bekannt. Hierbei werden im Rahmen einer Schlupfkontrolle die Drehzahlen der beiden Aus¬ gangswellen des Differentials miteinander verglichen, wobei aus diesem Ver¬ gleich Schlupfsignale gebildet werden, die, sobald sie einen Schwellenwert überschreiten, das Einrücken der Sperrkupplung des jeweiligen Differentials unter Berücksichtigung des Lenkwinkels einleiten. Ein weiteres Verfahren, im Rahmen dessen die Räderdrehzahlen ermittelt werden, ist Gegenstand der DE 19748086 Al

Aus der EP 0424932 B1 ist bekannt, zum Ausschalten der Differential¬ sperre, d.h. zum Ausrücken der Sperrkupplung, das Verhältnis der an zwei Getriebewellen auftretenden Drehmomente als Kennwert zu verwenden und diesen laufend ermittelten Ist-Kennwert mit einem durch die Getriebeüberset¬ zung bestimmten Momentenverhältnis als Soll-Kennwert zu vergleichen. Auf¬ grund dieses Vergleichs wird eine weitere Stellvorrichtung zur Änderung der Drehmomentbelastung des An- und/oder Abtriebsstranges in Abhängigkeit von der Abweichung verwendet. Mit dieser Stellvorrichtung werden die für das Lösen der Sperrkupplung erforderlichen Schaltbedingungen erfüllt, so dass nach Erreichen dieser Schaltbedingung die Sperrkupplung ausgerückt und damit die Differentialsperre geöffnet bzw. ausgeschaltet wird.

Aus der EP 0410441 A2 ist ein Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem aufgrund von Fahrparametern eine Differentialsperre ein- und ausschaltbar ist. Für das Schalten der Differentialsperre werden Betriebs¬ daten des Kraftfahrzeugs einem Steuergerät zugeführt, und zwar insbesondere Drehzahlen von mindestens zwei Antriebswellen. Um das Ausschalten der Differentialsperren zu ermöglichen, ohne nach einer Sperre - wie oben er¬ wähnt - die zugehörige Sperrkupplung zur Messung von Drehzahldifferenzen immer wieder lösen zu müssen, wird dort vorgeschlagen, an den Wellen Sen¬ soren zur laufenden Drehmomenterfassung anzuordnen. In einem Steuergerät sind Zustandsgrößen gespeichert, insbesondere ein der Stellung des Gashe¬ bels zugeordneter Wert und ein dem gewählten Getriebegang des Fahrzeugs zugeordneter Drehmomentwert sowie ferner das Verhältnis zweier Drehmo¬ mente zum Ausschalten der Differentialsperre. Durch Vergleich dieser gespei¬ cherten Werte mit den aktuellen Werten kann das Ein- und Ausschalten der Differentialsperre den jeweiligen Fahrzuständen des Fahrzeugs besser ange- passt werden.

Die Drehzahlmessung an den Rädern ist aufgrund der geringen auftre¬ tenden Drehzahlen bei Arbeitsmaschinen und Einsatzfahrzeugen aufwändig und zudem wegen der exponierten Lage und der harten Einsatzbedingungen, potenziell unzuverlässig.

Die Implementierung der Verfahren zur automatischen Betätigung von Differentialsperren nach dem Stand der Technik erweist sich in nachteiliger Weise, auch wegen der benötigten Sensorik, als technisch aufwändig und kostenintensiv, insbesondere für die Anwendung bei Arbeitsmaschinen und Einsatzfahrzeugen, da in diesen Einsatzfällen besondere Belastungen, insbe¬ sondere für die Sensoren auftreten. Des weiteren wirkt sich die Verwendung von Selbstsperrdifferentialen negativ auf den Kraftstoffverbrauch und Reifen¬ verschleiß aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Betätigung von Quersperren bei Fahrzeugen, insbesondere bei Arbeitsmaschinen und Einsatzfahrzeugen, anzugeben, das zu dessen Durchführung bereits vorhandene Parameter benötigt und den Fahrzustand des Fahrzeuges gerade in kritischen Situationen nicht ungünstig beeinflusst. Des weiteren soll das erfindungsgemäße Verfahren keine zusätzliche Sensorik benötigen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Pa¬ tentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, das Ein- und Ausschalten der Quersper¬ ren aus den Fahr- und Lastzuständen des Fahrzeugs abzuleiten, wobei als Parameter die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Getriebeabtriebsmoment verwendet werden.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Quersperren zugeschal¬ tet werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwel¬ lenwert v_1 unterschreitet und das Getriebeabtriebsmoment einen vorgegebe¬ nen Schwellenwert T_Ab1 überschreitet.

Des weiteren ist vorgesehen, dass die eingelegten Quersperren beim Überschreiten eines weiteren vorgegebenen Schwellenwertes v_2 oder beim Unterschreiten eines weiteren Schwellenwertes T__Ab2 für das Getriebeab- triebsmoment geöffnet werden, wobei v_2 größer als vj und T_Ab2 kleiner als T_Ab1 ist.

Hierbei liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren die Überlegung zugrun¬ de, dass diese Bedingungen ausreichen, um einen Sperrbedarf der Querdiffe¬ rentiale im Arbeitseinsatz zu erkennen, und dass die Quersperren nur in Fahr¬ situationen eingelegt werden, bei denen das Fahrverhalten des Fahrzeugs nicht merklich beeinträchtigt wird: Wenn nämlich das Getriebeabtriebsmoment hoch und die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass ein Rad durchrutscht. Wenn das Getriebeabtriebsmoment gering ist oder, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, ist die Gefahr, dass ein Rad durchrutscht, gering. Durch das erfindungsgemäße Öffnen der Sperren bei hohen Geschwindigkeiten werden zudem fahrkritische Situationen vermieden. Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird gewährleistet, dass die Quersperren immer dann offen sind, wenn Fahrsituationen auftreten, bei denen die Sperrwirkung sicher nicht benötigt wird, wobei in allen anderen Situationen die Quersperren geschlossen sind. Auf diese Weise entfällt die nach dem Stand der Technik benötigte Sensorik zum Erkennen der Notwendigkeit einer Sperre.

Der als Parameter benötigte Wert des Getriebeabtriebsmomentes kann in vorteilhafter Weise über den eingelegten Gang und das Getriebeeingangs¬ moment, z. B. ermittelt über die Differenzdrehzahl des hydrodynamischen Wandlers, ermittelt werden.

Um zu gewährleisten, dass die Quersperren nicht in Fahrsituationen ak¬ tiviert werden, bei denen sich das Fehlen der Differentialwirkung negativ auf das Fahrverhalten auswirkt, kann der Schwellenwert des Getriebeabtriebsmo¬ mentes T_Ab1 entsprechend hoch eingestellt werden.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Schwellenwert des Getriebeab¬ triebsmomentes T_Ab1 vom Fahrer mittels einer geeigneten Einrichtung, bei¬ spielsweise eines Drehpotentiometers im Armaturenbrett entsprechend den Fahrzeugeinsatzbedingungen eingestellt werden kann. Dadurch kann in Ab¬ hängigkeit vom Arbeitseinsatz, vom Wetter, von der Fahrbahnbeschaffenheit etc. der Schwellenwert T_Ab1 für das Getriebeabtriebsmoment angepasst werden. Auf diese Weise kann der Fahrer den Schwellenwert bei schmierigem Untergrund derart einstellen, dass die Quersperren bei einem kleinen Dreh¬ moment geschlossen werden; bei griffigem Untergrund können durch eine entsprechende Einstellung die Quersperren erst bei höherem Drehmoment geschlossen werden. Da sich diese Parameter im Allgemeinen während eines typischen Arbeitseinsatzes nur selten ändern, sind manuelle Eingriffe nicht bzw. nur selten notwendig.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Änderung des Wertes des Schwellenwertes des Getriebeabtriebsmomentes T_Ab1 auch in einer Änderung des Schwellenwertes des Getriebeabtriebsmomentes T_Ab2 resul¬ tiert. Dies kann beispielsweise über einen in der Steuerung abgelegten Algo¬ rithmus oder eine Kennlinie erfolgen.

Beispielsweise können für den Fall, dass ein Potentiometer zur Einstel¬ lung des Schwellenwertes T_Ab1 verwendet wird, folgende Funktionalitäten in Abhängigkeit von der Potentiometererstellung realisiert werden:

Endanschlag 1 : Quersperren werden nie geschlossen;

.Endanschlag 2: Quersperren werden manuell zugeschaltet; und

Bereich zwischen Endanschlag 1 und Endanschlag 2: Stufenlose Ein¬ stellung des Schwellenwertes T_Ab1.

Durch diese Ausgestaltung sind weitere Eingriffe des Fahrers nicht not¬ wendig, derart, dass der üblicherweise im Fahrzeug vorgesehene Fußschalter für die manuelle Sperrenzuschaltung entfallen kann. In vorteilhafter Weise werden zur Durchführung des Verfahrens keine zusätzlichen Sensoren benö¬ tigt, da als Drehzahlsensor der bereits vorhandene Sensor im Getriebeabtrieb verwendet wird. Des weiteren kann bei der Ansteuerung der Quersperren in einem knickgelenkten Radlader mit starrem Durchtrieb zwischen Vorder- und Hinterachse der Lenkwinkelgeber entfallen. Gemäß der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Schwellen¬ wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit v_1 vom Fahrer eingestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für Arbeitsmaschi¬ nen und Einsatzfahrzeuge geeignet, beispielsweise Radlader, deren Einsatz im Arbeitsspiel den Einsatz der Transportfahrt übersteigt.