BMW...aber nicht nur

Eine Frage der Technik: Das aktive Hinterachsdifferenzial

[BMW-Fan91]

Liebe Blogleser,

nun wie versprochen der erste technische Artikel in meinem Blog.
In den nächsten Wochen erwarten euch hier hoffentlich gut verständliche, mit Bildern und Videos aufbereitete Berichte über besondere technische Bauteile in modernen Fahrzeugen.
So werden mein Co-Autor und ich über Antriebs-und Motorenkonzepte, wie Turbo-Direkteinspritzer, Brennstoffzelle und den Elektroantrieb genauso schreiben wie über das Doppelkupplungsgetriebe, welches sich immer größerer Beliebtheit erfreut und das neue Achtgang-Automatikgetriebe 8HP von ZF, um einmal ein paar Beispiele zu nennen.

Beginnen wollte ich heute gerne mit dem neuerdings bei Audi im neuen S4 und schon seit etwas längerer Zeit serienmäßig im BMW X6 installierten aktiven Hinterachsdifferenzial, markenintern auch Torque vectoring oder Dynamic Performance Control genannt, welches als Teil des Allradantriebes die Fahrdynamik und die Fahrsicherheit spürbar verbessert.

Zum Aufbau:

Das aktive Hinterachsdifferenzial ist im Kern wie ein gewöhnliches Ausgleichsgetriebe aufgebaut. Der Sinn dieses Basissystems besteht zu allererst darin, Drehzahlunterschiede an den Antriebsrädern z.B. bei Kurvenfahrt auszugleichen, um den Antriebsstrang vor inneren Spannungen zu bewahren und einen erhöhten Radverschleiß zu vermeiden.

Auf dieses Grundprizip baut dann das aktive Hinterachsdifferenzial auf (Aus Gründen der Übersicht nutze ich als technische Grundlage für meinen Bericht das DPC-System von BMW). Es kombiniert das Ausgleichsgetriebe mit je einer Lamellensperre und einem Überlagerungsgetriebe (Planetengetriebe) pro Seite, also pro angetriebenem Rad.
Dies könnt ihr prima der ersten Abbildung in der Bildergalerie entnehmen, welches mit Hilfe eines Getriebquerschnittes und farblich voneinader abgehobenen Bauteilen den Aufbau des DPC-Systems darstellt.

Funktion/Nutzen:

Diese Erweiterung des Hinterachsdifferenzials um die beiden Überlagerungsgetriebe und elektonisch gesteuerten Lamellensperren sowie um ein Verarbeitungsmodul sorgt nun durch eine stufenlose Variation des Antriebsmomentes an jedem Rad der Antriebsachse dafür, dass das eingangs erwähnte Plus an Lenkpräzision, Fahrsicherheit und -dynamik, Traktion und Fahrspass auch wirklich spürbar wird.
Dafür werden im 100 Millisekunden-Takt fahrrelevante Informationen, wie Lastzustand des Motors, Geschwindigkeit, Lenkwinkel und Gierrate des Fahrzeugs ausgewertet und das DPC entsprechend an den Ist-Zustand angeglichen.

Als dieses System bei BMW auf den Markt kam, machte hierzu in der Presse ein sehr interessantes und anschauliches Beispiel die Runde:
Man stelle sich vor, man mache eine Kanufahrt. Um nun, wenn man durchs Wasser gleitet nach rechts zu lenken, könnte man einfach das rechte Paddel ins Wasser halten, um damit zu bremsen. Schon würde man eine Kurve fahren. So in etwa funktioniert das ESP.
Man könnte aber auch mit dem linken Paddel ein paar kräftige Züge machen, das Kanu würde genauso nach rechts ziehen. Dies ist vereinfacht das Funktionsprinzip des DPC.

Was anhand diesem Beispiel klar wird ist, dass das DPC dem Fahrzeug bei Kurvenfahrten durch einen Kraftüberschuss einen Einlenkimpuls verpasst, ohne, wie es das ESP macht, den Vortrieb zu bremsen.
So ist es möglich, den Grenzbereich spürbar nach oben zu verschieben, was dafür sorgt, dass brenzlige Situationen z.B. beim schnellen Ausweichen souvräner und besser gemeistert werden können. Ein weiterer Vorteil des DPC wird auf rechts und links unterschiedlich griffigen Fahrbahnen deutlich: Während das ESP das durchdrehende Rad einbremst, bis es wieder Haftung findet, verteilt das aktive Hinterachsdifferzial das Antriebsmoment einfach um, auf das Rad, welches die meiste Kraft übertragen kann.
Somit wird der Vortrieb vehementer, entspannter zu erleben, sicherer und effizienter, weil nicht unnötig Energie an den Bremsen in Wärem verpufft.

Resume

Zum Schluss sei gesagt, dass das DPS-System bzw. das aktive Hinterachsdifferenzial eine gar nicht mal so komplizierte, in jedem Fall aber eine effektive Möglichkeit darstellt, die Fahreigenschaften des Fahrzeugs positiv zu beeinflussen.
Zu den in den Ansätzen in den 30er Jahren des voherigen Jahrhunderts entwickelten mechanischen Komponenten ist nun in den letzten Jahren noch die elektronische Steuerung hinzugekommen, die den Serieneinsatz erst möglich gemacht hat.
Vermutlich wird dieses System ab jetzt vermehrt in Neufahrzeugen eingesetzt werden und der Vorteil und die Steigerung der Fahrdynamik auch in kleineren, leichteren und günstigeren Fahrzeugen als dem BMW X6 und Audi S4 erlebbar werden.

Liebe Grüße und einen schönen Nachmittag,
euer BMW-Fan

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Das aktive Hinterachsdifferenzial

[Reifenfüller10957]

Servus BMW-Fan und Car_Checka,
großes Kompliment für Deinen/Euren technischen Beitrag. Der Effekt des DPC ist IMHO im X6 subjektiv deutlich zu spüren, die technischen Hintergründe finde ich daher sehr interessant. Bleibt abzuwarten, was die neue Technik an objektiv messbaren Vorteilen bringt, vor allem wenn sie dann mal in reinrassigen Sportwagen zum Einsatz kommt. Zwei identische Autos einmal mit und einmal ohne DPC getestet - ich wär sehr neugierig auf das Ergebnis.

Ich habe gehört es gibt Patente von ZF, und die Technik ist für begrenzte Zeit exklusiv für BMW verfügbar. Ist da was dran? Weiss man da was näheres? Bei welchen Marken/Modellen kann man in naher Zukunft mit solchen Systemen rechnen?

[ricoxxx]

Das sieht ja mal gar nicht kompliziert aus 😰

[BMW-Fan91]

Nabend raser1000,
schön zu hören, dass dir unser artikel gefällt.
Bezüglich dem Einsatz des dpc in konsequent auf Sportlichkeit ausgerichteten Fahrzeugen, wäre ich auch auf ein Vergleichsresultat sehr gespannt.

Sorry, dass ich dir auf deine Frage noch keine konkrete antwort geben kann. Wenn ich was finde, reiche ich es selbstverständlich sofort nach.
Im Moment schaut es aber so aus, als ob das dpc eine kooperationsentwicklung zwischen ZF und BMW ist und entsprechend erst einmal der Marke vorethalten wird.

Audi hingegen, das kann ich sagen, hat es in der technischen abteilung selbst in eigenregie entwickelt und getestet.

lg

[Reifenfüller10957]

Hallo BMW-Fan91,
Macht nix, es soll ja auch spannend bleiben. Dass es von Audi schon was vergleichbares gibt wusste ich noch nicht. Werd hier bei Euch öfter mal nach solch spannenden Neuigkeiten ausschau halten. Danke, und bitte weiter so! Und richte auch Checka schöne Grüsse von mir aus! 😉