Aus dem Stand der Technik sind zur Übertragung des Motoraus- gangsmoment auf die Antriebsräder sogenannte Ausgleichsge- triebe beziehungsweise Differentialgetriebe bekannt. Diese dienen in erster Linie dazu, Drehzahlunterschiede zwischen den angetriebenen Rädern einer Achse, beispielsweise während einer Kurvenfahrt, auszugleichen. Einer Antriebsachse ist dabei in der Regel ein mechanisches Differentialgetriebe, ein sogenanntes Querdifferential, zugeordnet.

Ist mehr als eine Achse angetrieben, beispielsweise bei All- radfahrzeugen, so ist darüber hinaus ein weiteres Aus- gleichsgetriebe beziehungsweise Differentialgetriebe (Längs- differential) vorhanden, um in erster Linie Drehzahlunter- schiede zwischen den angetriebenen Achsen auszugleichen.

Mechanische Differentialgetriebe können allerdings nur in begrenztem Umfang Drehzahlunterschiede zwischen dem linken bzw. rechten Rad beziehungsweise der Hinter-und Vorderachse ausgleichen. Überschreiten die Differenzdrehzahlen einen kritischen Grenzwert, so wird das Differential (und der Rei- fen) durch die zu hohen Fliehkräfte zerstört. Das Fahrzeug ist nicht mehr fahrbar und eine teuere Instandsetzung der betroffenen Teile ist die Folge.

Allradfahrzeuge werden aus Kostengründen zunehmend mit offe- nen Differentialen ausgerüstet. Um auch bei _ bei einem durchdrehenden Rad einer Achse noch ein Antriebs- moment auf das andere Rad der Achse übertragen zu können, kommen, insbesondere bei Geländefahrzeugen, Differentialge- triebe zum Einsatz, die mechanisch gesperrt werden können.

Ebenso kann das Längsdifferentialgetriebe sperrbar ausgelegt werden, so daß auch bei zwei durchdrehenden Rädern einer Achse ein Antriebsmoment auf die andere Achse wirksam werden kann.

Diese Sperrenfunktion kann jedoch bei mechanisch nicht sperrbar ausgelegten, sogenannten offenen Differentialen, auch durch einen geregelten einseitigen Bremseneingriff (BMR, Bremsmomentenregelung) bzw. bei Allradfahrzeugen zu- sätzlich durch einen achsweisen Bremseneingriff realisiert werden. Das durchdrehende Rad beziehungsweise die durchdre- henden Räder einer Achse kann beziehungsweise können gezielt beziehungsweise radindividuell gebremst werden.

Gerade bei Allradfahrzeugen mit offenen Differentialen kön- nen die Differentiale jedoch sehr schnell geschädigt werden, wenn drei Räder stillstehen (z. B. auf Asphalt) und nur ein Rad auf einer Eisplatte steht (oder"in der Luft hängt") und der Fahrer den Motor im eingekuppelten Zustand"hochdrehen" last. Sorgt jetzt der einseitige Bremseneingriff nicht für ein Abbremsen dieses Rades, wirkt das gesamte Antriebsmoment auf dieses eine Rad beschleunigend. Dabei ist das Drehzahl- verhältnis Motor/Rad doppelt so hoch wie bei einem Fahrzeug mit konventionellem Antrieb. Ein Einzelrad kann dabei inner- halb von einer Sekunde auf mehrere hundert km/h beschleunigt werden. Dies geschieht besonders dann, wenn auch noch Fehl- schaltungen seitens des Automatikgetriebes auftreten. Der Reifen kann durch diese enormen Fliehkräfte zerstört oder zumindest in seiner Struktur derart geschädigt werden, daS es zu späterer Zeit zu einem Platzen des Reifens mit fatalen Konsequenzen kommen kann.

Auch wenn die verwendeten Differentiale mechanisch robust aufgebaut sind und sehr hohe Differenzdrehzahlen zumindest kurzzeitig vertragen, so ist die Standfestigkeit der Reifen ein ernstes Thema. Besonders wenn es sich um Geländereifen handelt, die ohnehin nicht für sehr hohe Fahrgeschwindigkei- ten ausgelegt sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit einfachen Mitteln einen wirksamen Differential-beziehungs- weise Reifenschutz zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung betrifft in einer ersten Variante ein Verfah- ren bzw. eine Vorrichtung zur Einstellung des Ausgangsmo- ments einer Brennkraftmaschine bei einem Kraftfahrzeug mit wenigstens vier an wenigstens zwei Achsen angeordneten und durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Rädern. Zur Über- tragung des Antriebs ist wenigstens ein Querdifferentialge- triebe, das einer Achse mit angetriebenen Rädern zugeordnet ist, und ein Längsdifferentialgetriebe, das zwei Achsen mit angetriebenen Rädern zugeordnet ist, vorgesehen. Für den An- triebsfall des Fahrzeugs ist eine deaktivierbare radindivi- duellen Steuerung (BMR) der Bremswirkung an den Rädern und/oder eine Steuerung (AMR) des Ausgangsmoments der Brenn- kraftmaschine vorgesehen. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei einer deaktivierten radindividuellen Steue- rung der Bremswirkung und/oder Steuerung des Ausgangsmoments der Brennkraftmaschine -Drehzahlgrößen erfaßt werden, die die Drehbewegungen der Fahrzeugräder repräsentieren, und -abhängig von den Drehzahlgrößen Differenzgrößen gebildet werden, die die Drehzahl-und/oder Drehgeschwindigkeits- differenzen an den Ausgängen der Differentialgetriebe re- präsentieren, und -die Differenzgrößen mit vorgebbaren Schwellenwerten ver- glichen werden, und -das Ausgangsmoment der Brennkraftmaschine im Sinne einer Erniedrigung eingestellt wird, wenn wenigstens ein Schwellenwert überschritten wird.

Eine zweite Variante der Erfindung betrifft ein Verfahren beziehungsweise Vorrichtung zur Einstellung der Ausgangs- drehzahl einer Brennkraftmaschine bei einem Kraftfahrzeug mit wenigstens vier an wenigstens zwei Achsen angeordneten und durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Rädern. Auch hierbei ist wenigstens ein Querdifferentialgetriebe, das ei- ner Achse mit angetriebenen Rädern zugeordnet ist, und ein Längsdifferentialgetriebe, das zwei Achsen mit angetriebenen Rädern zugeordnet ist, vorgesehen. Es werden dann erfin- dungsgemäß -Drehzahlgrößen erfaßt, die die Drehbewegungen der Fahr- zeugräder reprasentieren, und -abhängig von den Drehzahlgrößen Differenzgrößen gebildet, die die Drehzahl-und/oder Drehgeschwindigkeitsdifferen- zen an den Ausgängen der Differentialgetriebe repräsen- tieren, und -die DifferenzgröBen mit vorgebbaren Schwellenwerten ver- glichen, und -die Ausgangsdrehzahl der Brennkraftmaschine auf einen vorgebbaren Grenzwert begrenzt, wenn wenigstens ein Schwellenwert überschritten wird.

Zum Hintergrund der Erfindung folgendes : Im"Normalfall"verhindert im Antriebsfall die eingangs be- schriebene Sperrenregelung durch aktives radindividuelles Bremsen (BMR) zu hohe Differenzdrehzahlen an den Ausgängen der Differentiale. Es gibt aber eine Reihe von Möglichkei- ten, die zu einer Deaktivierung der Bremsmomentenregelung (BMR) führen : -Der Fahrer bremst im Antriebsfall bewußt, beispielsweise im Gelände (offroad), oder unbewußt (Zweifußfahrer).

-Die Bremsmomentenregelung (BMR) an einem Rad kann wegen einer vermuteten Überhitzung der Radbremse deaktiviert sein.

-Ebenso kann eine mangelhafte Bremsleistung an einem be- stimmten Rad, beispielsweise durch eine defekte Radbrem- se, zu einer Unwirksamkeit der BMR führen.

Neben der Bremsmomentenregelung (BMR) kann auch eine An- triebsmomentenregelung (AMR) vorgesehen sein, die das an den Rädern wirksame Antriebsmoment derart einstellt, daß kein übermäSiger Antriebsschlupf auftreten kann. Die Antriebsmo- mentenregelung (AMR) kann, beispielsweise durch den Fahrer, deaktiviert werden. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn der Fahrer eine Fahrstabilitätsregelung abschaltet.

Die radindividuellen Steuerung (BMR) der Bremswirkung an den Rader kann also dann deaktiviert werden, wenn -ein durch den Fahrer ausgelöster Bremsvorgang vorliegt und/oder -die erfaßte Temperatur wenigstens einer Radbremseinheit einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet und/oder -der Fahrer die Steuerung manuell abschaltet.

Erfindungsgemäß wird das oben beschriebene Problem dadurch gelöst, indem man die Differenzdrehzahlen durch Auswertung der Raddrehzahlen berechnet und überwacht. Wird ein Grenz- wert überschritten, so wird das Motormoment bzw. die Mo- tordrehzahl durch einen Regler reduziert bzw. so begrenzt, daß es zu keinen Schäden am Fahrzeug kommen kann. Auch einer Fehlbedienung seitens des Fahrers kann so wirksam begegnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in der ersten Variante ist vorgesehen, daß bei einer festgestellten Überschreitung wenigstens eines Schwellenwertes die oben er- wähnte im Antriebsfall wirkende Steuerung (AMR) des Aus- gangsmoments der Brennkraftmaschine aktiviert wird. Hier- durch wird gewährleistet, daß kein übermäßiger Antriebs- schlupf an den Rädern auftritt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in der zweiten Variante ist vorgesehen, daß der Grenzwert, auf den die Motorausgangsdrehzahl begrenzt wird, abhangig von dem Differentialgetriebe vorgegeben wird, dessen Differenzgröße den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.

Der Brennkraftmaschine ist im allgemeinen ein Schalt- beziehungsweise Automatikgetriebe nachgelagert. Bei der zweiten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Grenzwert, auf den die Motorausgangsdrehzahl begrenzt wird, abhängig von der momentan eingestellten Drehzahlübersetzung des Getriebes vorgegeben wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprü- chen zu entnehmen.

Zeichnung Die Figur 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild der Erfin- dung, während in der Figur 2a und 2b die erste Erfindungsva- riante und in der Figur 2a und 2c die zweite Erfindungsvari- ante anhand eines Ablaufdiagramms dargestellt wird.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen beschrieben.

Die Figur 1 zeigt schematisch ein vierrädriges allradange- triebenes Fahrzeug, wobei mit den Bezugszeichen l0ij die vier Räder bezeichnet sind. Der Index i bezeichnet dabei die Zugehörigkeit des Rades zur Vorderachse (v) bzw. zur Hinter- achse (h). Der Index j gibt an, ob sich das betrachtete Rad auf der rechten (r) oder auf der linken (1) Fahrzeugseite befindet.

Den Rädern 10ij sind Radbremseinheiten 20ij, die zur Ein- stellung einer bestimmten Bremswirkung durch die Signale pij angesteuert werden, sowie Raddrehzahlsensoren 21ij zur Er- fassung der Raddrehzahlen nij zugeordnet.

Zwischen den Rädern einer Achse ist jeweils ein Querdiffe- rential 11 und 13 und zwischen den Achsen ein Längsdifferen- tial 12 angeordnet. Von dem Motor 14 wird das Motorausgangs- moment Mmot beziehungsweise die Motorausgangsdrehzahl Nmot über das Schalt-oder Automatikgetriebe 18 zu dem Eingang des Längsdifferentials 12 übertragen.

Der Motor wird durch die Motorsteuerung 15 gesteuert. Diese Steuerung betrifft insbesondere die Einstellung des Mo- torausgangsmoments Mmot beziehungsweise der Motorausgangs- drehzahl Nmot. Hierzu wird die Motorsteuerung 15 durch das Signal A von der Auswerteeinheit 16 angesteuert.

Der Auswerteeinheit 16 wird das Signal B zugeführt, das eine Betätigung des Bremspedals 17 anzeigt. Weiterhin werden der Auswerteeinheit 16 die Raddrehzahlen nij zugeleitet. Unter anderem steuert die Auswerteeinheit 16 die Radbremseinheiten 20ij durch die Signale pij an.

Anhand der Figur 2a werden die Ausführungsbeispiele erläu- tert.

Nach dem Startschritt 201 werden im Schritt 202 die Raddreh- zahlen nij erfaßt und gefiltert, beispielsweise durch eine PTl-Glied.

Im Schritt 203 werden für die Vorder-und für die Hinterach- se die Beträge der Differenzgeschwindigkeiten ermittelt : AVv = Anv (n*Rrad)/30 = ! nvr-nvl (z*Rrad)/30 AVh = Anh (z*Rrad)/30 = nhr-nhl (n*Rrad)/30 Dabei ist mit Rrad der Radradius bezeichnet.

Weiterhin wird der Betrag der Differenz Anl der Kardange- schwindigkeiten vkarva und vkarha an Vorder-und Hinterachse als Differenzgeschwindigkeit in Längsrichtung ermittelt : vkarva = nkarva* (z*Rrad)/30 = [(nvr+nvl)/2] * [(z*Rrad)/30] vkarha = nkarha* (7t*Rrad)/30 = [(nhr+nhl)/2] * [(s*Rrad)/30] AV1 = |vkarva-vkarha| Die GröSen AVv, AVh und AV1 stellen ein MaS für die Bela- stung der einzelnen Differentiale 11,12 und 13 dar.

Im Schritt 204 werden die GröSen AVv, AVh und AV1 mit zuläs- sigen Grenzwerten PvDifFMaxQ bzw. P-delvKarMax verglichen.

Werden die Grenzwerte nicht überschritten, so wird über 207 direkt zum Endschritt 209b/c gegangen.

Wird allerdings ein Grenzwert durch zu hohe Antriebsschlupf- werte erreicht oder überschritten, so wird zum Schritt 205 gegangen.

Im Schritt 205 wird überprüft, ob die Größen AVv, AVh und AV1 durch Differenzdrehzahlen, die durch Bremsschlupf ent- stehen, zustande kommen. Durch Bremsschlupf verursachte Dif- ferenzen sollen kein Ansprechen des Differentialschutzes be- wirken.

In der ersten Variante, die in der Figur 2b gezeigt wird, wird bei Überschreitung wenigstens eines Grenzwertes PvDifFMaxQ bzw. PdelvKarMax im Schritt 207b in jedem Fall durch das Signal A (Figur 1) die Antriebsmomentenregelung aktiviert um durch Rücknahme beziehungsweise Erniedrigung des Antriebsmoments Mmot eine Reduzierung der Motordrehzahl und damit eine Absenkung der Differenzdrehzahlen des jewei- lig betroffenen Differentials zu erreichen.

Insbesondere bei Fahrzeugen, die bereits mit einer Antriebs- momentenregelung AMR zur Verbesserung der Fahrstabilität ausgerüstet sind, genügt es, diese zu aktivieren, da im Rah- men der AMR eingehaltenen üblichen Sollradgeschwindigkeiten deutlich unter den mechanischen Differenzdrehzahlgrenzwerten liegen.

Die Reduzierung des Motormoments aus Gründen des Differenti- alschutzes wird aufgehoben, sobald die Grenzwerte PvDifFMaxQ bzw. P-delvKarMax für die zulässigen Differenz- drehzahlen deutlich unterschritten sind. Hierzu werden im Schritt 208b die Größen AVv, AVh und AV1 mit Schwellenwerten PvDifFMaxQ/2 bzw. PdelvKarMax/2 verglichen.

Nach dem Endschritt 209b wird der in der Figur 2 gezeigte Ablauf erneut durchlaufen.

Alternativ kann in der zweiten in der Figur 2c gezeigten Va- riante durch eine unterlagerte Drehzahlregelung eine Begren- zung der Motordrehzahl Nmot auf unkritische Werte vorgenom- men werden. Dies ist immer möglich, auch bei Fahrzeugen die bisher noch nicht mit einem Antriebsschlupfregelsystem aus- gerüstet sind. Allerdings muß die Möglichkeit der Reduktion des Motormoments durch mindestens eines der bekannten Ver- fahren möglich sein. Hierzu zählen beispielsweise eine elek- trisch verstellbare Drosselklappe (EGAS), Einspritzausblen- dung oder Zündwinkelverstellung.

Zwischen den Raddrehzahlen nij und der Motordrehzahl Nmot besteht bei einem Fahrzeug (ohne Geländereduktion der Ge- triebeübersetzung) mit offenen Differentialen folgender Zu- sammenhang : nvl + nvr + nhl + nhr = 4 * Nmot/Iges (1) Für die Gesamtübersetzung Iges gilt : Iges = Iget * IdiffL * IdiffQ (2) Iget : Übersetzung der jeweiligen Gangstufe des Getriebes 18.

IdiffL : Übersetzung des Differentials 12 in Längsrichtung.

IdiffQ : Übersetzung der Differentiale 11 und 13 in Quer- richtung.

Daraus ergibt sich für die Vorderachse bzw. für die Hinter- achse : nvl + nvr = 4 * Nmot/Iges-nhl-nhr. (3) nhl + nhr = 4 * Nmot/Iges-nvl-nvr. (4) oder nkritQva = 4 * Nmot/Iges-nhl-nhr-2 * nvr. (5) nkritQha = 4 * Nmot/Iges-nvl-nvr-2 * nhr. (6) mit nkritQva = nvl-nvr : Maximal zulässige Differenzdrehzahl an der Vorderachse. nkritQha = nhl-nhr : Maximal zulässige Differenzdrehzahl an Hinterachse.

Unter der Annahme, daß in dem für die Differentiale schlech- testen Fall drei Räder stillstehen und ein einzelnes Rad frei dreht, gilt mit (5) bzw. (6) folgender Zusammenhang : nkritQva = 4 * Nmot/Iges mit (nvr = nhl = nhr = 0) (7) nkritQha = 4 * Nmot/Iges mit (nhr = nvl = nvr = 0) (8) Drückt man die kritische Differenzdrehzahl in Querrichtung nkritQ nach Gleichung (7) u. (8) als Radgeschwindigkeitsdif- ferenz (PvDifFMaxQ) aus, so ergibt sich : P_vDifFMaxQ = nkritQ * s/30 * Rrad. (9) mit Rrad = Radradius.

Wird also im Schritt 204 festgestellt, daß eine der Größen AVv und AVh die zulässige Radgeschwindigkeitsdifferenz PvDifFMaxQ überschreitet, so wird im Schritt 207c die Mo- tordrehzahl Nmot auf den Grenzwert NmotMaxQ durch einen un- terlagerten Drehzahlregler oder die Antriebsmomentenregelung AMR begrenzt : NmotMaxQ = nkrit * Iges/4. (10) Auch hierbei wird im Schritt 205 überprüft, ob die Diffe-- renzdrehzahlen durch Bremsschlupf zustande gekommen sind.

Durch Bremsschlupf verursachte Differenzen sollen kein An- sprechen des Differentialschutzes bewirken.

Wie erwähnt muß bei einem Allradfahrzeug auch das in Längs- richtung für den notwendigen Drehzahlausgleich zwischen Vor- derachse und Hinterachse sorgende Längsdifferential 12 vor zu hohen Differenzdrehzahlen geschützt werden.

Für die Achsantriebe gelten folgende Drehzahlen : nva = IdiffQv * (nvl + nvr)/2. (11) nha = IdiffQh * (nhl + nhr)/2. (12) Für die mittlere Radgeschwindigkeit der jeweiligen Achse er- hält man : vKarva = (n * Rrad/30) * (nvl + nvr)/2 (13) vKarha = (x * Rrad/30) * (nhl + nhr)/2 (14) Für die maximal zulässige Differenzdrehzahl in Längsrichtung nkritL gilt : nkritL = |nva-nha| (15) oder mit G1. (11) bis (15) : nkritL = IdiffQ * (30/ (n * Rrad)) * |vKarva-vKarha| (16) Für die Differenz der Kardangeschwindigkeiten delvKar gilt : delvKar = |vKarva-vKarha| (17) und für den zulässigen Grenzwert : PdelvKarMax = nkritL * IdiffQ * (w * Rrad/30) (18) Wird im Schritt 204 festgestellt, daß die zulässige Diffe- renz der Kardangeschwindigkeiten P_delvKarMax überschritten wird, so muS die Motordrehzahl Nmot auf den Grenzwert Nmot- MaxL durch einen unterlagerten Drehzahlregler begrenzt wer- den : NmotMaxL = nkritL * Iget * IdiffL/4. (19) Bei einem Allradfahrzeug mit Quer-und Längsdifferential wird die Motordrehzahl Nmot somit im Schritt 207c auf den Wert NmotMax = Min (NmotMaxQ, NmotMaxL) (20) begrenzt. Dies geschieht durch eine entsprechende Abgabe des Signals A (Figur 1).

Die Reduzierung des Motormoments aus Gründen des Differenti- alschutzes wird aufgehoben, sobald die Grenzwerte PvDifFMaxQbzw.PdelvKarMaxfür die zulässigen Differenz- drehzahlen deutlich unterschritten sind. Hierzu werden im Schritt 208c die Größen AVv, AVh und AV1 mit Schwellenwerten PvDifFMaxQ/2 bzw. PdelvKarMax/2 verglichen.

Nach dem Endschritt 209c wird der in der Figur 2 gezeigte Ablauf erneut durchlaufen.

In dem in der Figur 2 gezeigten Ablauf kann zusätzlich auch eine Zeitabfrage vorgesehen sein. Die Maßnahmen der Schritte 207 b beziehungsweise 207c werden dann erst eingeleitet, wenn die im Schritt 204 festgestellte Überschreitung eines Schwellenwertes hinreichend lang vorliegt.

Zusammenfassend. ist zu bemerken, daß der Kern und Vorteil der Erfindung in der Berechnung und Überwachung der Diffe- renzgeschwindigkeiten bzw. der Differenzdrehzahlen in Quer- richtung beliebiger Fahrzeuge (Front, Heck und Allrad) sowie die beim Allrad zusätzlich in Längsrichtung vorhandene Dif- ferenz der Kardangeschwindigkeiten besteht. Bei Überschrei- ten vorgegebener Grenzwerte findet ein automatisches Redu- zieren des Antriebsmoments bzw. eine automatische Begrenzung der Motordrehzahl auf ein verträgliches Maß statt. Diese Schutzfunktion für die Differentiale läßt sich nicht abschalten und ist auch bei passiv geschalteter Antriebsmo- mentenregelung AMR verfügbar. Sie ist lediglich durch Soft- ware unter Ausnutzung bereits vorhandener Sensoren und Stel- lereinrichtungen realisierbar. Der Applikationsaufwand ist minimal.