DE102014217792A1

DE102014217792A1 - Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102014217792A1
Application number: DE102014217792.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Oldenettel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-10

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Ein Temperaturwert des Kraftfahrzeuges oder von dessen Umgebung wird bereitgestellt. Dieser Temperaturwert wird der Steuereinrichtung eines Luftfedersystems eines Kraftfahrzeuges zugeführt und von dieser mit einer Grenztemperatur verglichen. Bei Überschreiten der Grenztemperatur aktiviert die Steuereinrichtung das Luftfedersystem zum Anheben der Vorderachse und/oder Hinterachse des Fahrzeuges. Hierdurch wird der Luftspalt zwischen Reifen und Radhaus vergrößert, so dass sich eine stärkere Konvektion und eine bessere Ableitung der Stauwärme ergeben. Die Temperaturbeanspruchung des entsprechenden Teiles des Fahrzeuges wird dadurch reduziert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges.
Aufgrund von steigenden Motorleistungen haben die Temperaturen von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Bereich der Vorderachse von PKWs, deutlich zugenommen und haben Werte erreicht, die für diverse Bauteile, insbesondere die Luftfedern, schädigend sind. Die Maximaltemperaturen treten dabei im Allgemeinen im Stillstand des Fahrzeuges auf, da dann die Kühlung durch den Fahrtwind entfällt. Hinzu kommt, dass auch aus Designgründen die Radhäuser der Kraftfahrzeuge möglichst eng ausgelegt werden, so dass die Konvektionsströmung behindert wird. Die Abwärme von Motor und Bremse kann sich im Radhaus stauen. Dabei können Temperaturen von bis zu 80°C beispielsweise an der Luftfeder erreicht werden, wodurch eine beschleunigte Alterung der Elastomerbauteile derselben verursacht wird. Darüber hinaus können auch Schäden an anderen Achsbauteilen (Bremse, Achslager) entstehen, wenn die Temperaturen zu hoch werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Temperaturbeanspruchung im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeuges, zur Verfügung zu stellen, das sich besonders kostengünstig mit einfachen Mitteln durchführen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art durch die folgenden Schritte gelöst:
Bereitstellen eines Temperaturwertes des Kraftfahrzeuges oder von dessen Umgebung,
Zuführen dieses Temperaturwertes zur Steuereinrichtung eines Luftfedersystems des Kraftfahrzeugs und
bei Überschreiten einer Grenztemperatur durch diesen Temperaturwert Aktivierung der Steuereinrichtung zum Ansteuern des Luftfedersystems des Kraftfahrzeuges zum Anheben der Vorderachse desselben vom normalen Fahrniveau aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf dem Grundgedanken, das Fahrzeug an der Vorderachse anzuheben, wenn ein kritischer Temperaturzustand erkannt wird. Das Anheben der Vorderachse erfolgt dabei durch Betätigung des Luftfedersystems des Fahrzeuges. Durch das Anheben der Vorderachse wird der Luftspalt zwischen Reifen und Radhaus deutlich vergrößert. Es ergibt sich hierdurch eine stärkere Konvektion und eine bessere Ableitung der Stauwärme. Die Maximaltemperatur an kritischen Bauteilen, insbesondere an der Luftfeder, wird reduziert, wodurch eine Schädigung der Elastomerbauteile der Luftfeder vermieden wird.
Das Verfahren lässt sich einfach und kostengünstig durchführen, da hierfür im Wesentlichen keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Es kann dabei auf die vorhandenen Bauteile des Luftfedersystems des Fahrzeuges zurückgegriffen werden. Das Anheben der Vorderachse wird nur bei Erreichen eines kritischen Temperaturzustandes durchgeführt, was lediglich in Extremsituationen der Fall ist, beispielsweise bei einem langen Motorlauf im Stillstand bei gleichzeitigem Betrieb der Klimaanlage und sehr hohen Umgebungstemperaturen.
Vorzugsweise wird die Steuereinrichtung zum Ansteuern des Luftfedersystems zum Absenken der Vorderachse auf das normale Fahrniveau aktiviert, wenn die Grenztemperatur durch den Temperaturwert (wieder) unterschritten wird. Eine andere Lösung besteht darin, die Vorderachse abzusenken, wenn beispielsweise eine Geschwindigkeitsschwelle überschritten wird oder beispielsweise die Parkbremse gelöst wird.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird des Weiteren beim Überschreiten der Grenztemperatur durch den Temperaturwert die Hinterachse des Kraftfahrzeuges angehoben und bei Unterschreiten abgesenkt. Diese Verfahrensvariante kann durchgeführt werden, um entsprechende Designbeeinträchtigungen zu reduzieren. Hierbei werden daher Vorderachse und Hinterachse parallel zueinander angehoben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, wenn ein kritischer Temperaturzustand erkannt wird. Hierzu wird beispielsweise der Temperaturwert gemessen, beispielsweise in einem Radhaus und/oder an der Bremse des Kraftfahrzeuges. Dies kann beispielsweise über vorhandene oder zusätzliche Sensoren erfolgen. Der entsprechende Temperaturwert wird der Steuereinrichtung des Luftfedersystems zugeführt und dort mit dem entsprechenden Grenzwert verglichen. Bei Überschreiten erfolgt eine Aktivierung des Luftfedersystems.
Bei einer anderen Verfahrensvariante wird der Temperaturwert aus Betriebsparametern des Fahrzeugs, insbesondere des Fahrzeugmotors, ermittelt. Hierbei werden beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Betriebsparameter des Fahrzeugmotors gemessen und/oder ausgewertet. Hieraus kann dann ein Temperaturwert ermittelt werden, der mit dem Grenzwert verglichen wird. Insbesondere wird hierbei aus den Messwerten für die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Betriebsparameter von der Steuereinrichtung der Luftfederung die aktuelle Temperatur in einem Radhaus des Kraftfahrzeuges berechnet. Bei Überschreiten der Grenztemperatur durch diese aktuelle Temperatur wird die Steuereinrichtung zum Anheben der Vorderachse aktiviert.
Die Vorderachse und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeuges wird speziell durch Befüllen der vorgesehenen Luftfedern angehoben, was mit Hilfe eines Druckspeichers oder Kompressors durchgeführt werden kann, die ohnehin Teile des vorhandenen Luftfedersystems bilden. Zum Anheben der Achsen müssen daher keine zusätzlichen Bauteile vorgesehen werden.
Vorzugsweise erfolgt das Anheben der Vorderachse und/oder Hinterachse nur bei längerem Stillstand des Kraftfahrzeuges. Wie bereits erwähnt, ist hierbei die Wahrscheinlichkeit am größten, dass ein kritischer Temperaturzustand auftritt. Der längere Stillstand des Kraftfahrzeuges wird dabei beispielsweise durch Schalten des Automatikgetriebes in die Parkstellung oder durch Aktivieren der Parkbremse erkannt. Die Vorderachse und/oder Hinterachse werden insbesondere wieder auf normales Fahrniveau abgesenkt, wenn erkannt wird, dass ein Fahrbetrieb unmittelbar bevorsteht.
Bei einer weiteren Verfahrensvariante werden Vorderachse und/oder Hinterachse bei langsamer Fahrt des Kraftfahrzeuges angehoben. Hierbei werden Vorderachse und/oder Hinterachse vorzugsweise geringer angehoben als bei Stillstand des Fahrzeuges. Das Fahrzeugniveau wird dabei so eingestellt, dass einerseits eine verbesserte Kühlung erreicht wird, andererseits das Fahrverhalten nicht beeinträchtigt wird. Wenn eine Geschwindigkeitsschwelle überschritten wird, erfolgt insbesondere sofort ein Absenken auf das normale Fahrniveau.
Das Anheben erfolgt vorzugsweise nicht erst dann, wenn die hohen Temperaturen bereits erreicht sind, sondern bereits vorbeugend, wenn dies beispielsweise anhand der Betriebsparameter erkennbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 eine Schemadarstellung, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren verdeutlicht, und
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung auf normalem Fahrniveau und mit angehobener Vorder- und Hinterachse.
1 zeigt schematisch in der Draufsicht die Vorderräder 2 mit Vorderachse 3 und die Hinterräder 5 mit Hinterachse 4 eines Kraftfahrzeuges 1. Die Räder 2, 5 weisen jeweils eine schematisch angedeutete Luftfeder 9 auf, die von einer zentralen Steuereinrichtung 7 aus zum Anheben oder Absenken der zugehörigen Achse bzw. Räder aktiviert werden können. Wenn beispielsweise die Achsen 3, 4 angehoben werden sollen, wird ein Kompressor 8 von der Steuereinrichtung 7 aktiviert, der die entsprechenden Luftfedern 9 füllt.
Die Räder 2, 5 befinden sich in entsprechenden, nur schematisch angedeuteten Radhäusern 12. Zur Messung der Temperatur in den jeweiligen Radhäusern 12 dienen Temperatursensoren 6, die entsprechende Temperaturmesswerte der Steuereinrichtung 7 des Luftfedersystems zuführen. Die Steuereinrichtung 7 vergleicht die Temperaturmesswerte mit einer entsprechenden Grenztemperatur. Wird die Grenztemperatur von den Temperaturmesswerten überschritten, aktiviert die Steuereinrichtung 7 den Kompressor 8, um die zugehörigen Luftfedern 9 zu befüllen. Hierdurch wird beispielsweise die Vorderarche 3 des Fahrzeuges angehoben, so dass, wie in 2 gezeigt, der Luftspalt 10 zwischen Reifen und Radhaus, der im oberen Teil von 2 im Normalzustand dargestellt ist, zum Luftspalt 11 gemäß dem unteren Teil der 2 vergrößert wird. Hierdurch ergibt sich eine stärkere Konvektion und eine bessere Ableitung der Stauwärme, so dass die innerhalb des Radhauses befindlichen Teile des Fahrzeuges, aber auch andere Teile im Bereich der entsprechenden Achse einer geringeren Temperaturbeanspruchung ausgesetzt werden.
Wenn die über die Sensoren 6 erfasste Temperatur wieder unter die Grenztemperatur fällt, bewirkt die Steuereinrichtung 7 eine Entlüftung der zugehörigen Luftfedern 9, so dass das Kraftfahrzeug wieder seine im oberen Teil von 2 dargestellte normale Fahrlage einnimmt.

Claims

Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Temperaturwertes des Kraftfahrzeuges oder von dessen Umgebung, Zuführen dieses Temperaturwertes zur Steuereinrichtung eines Luftfedersystems des Kraftfahrzeuges und bei Überschreiten einer Grenztemperatur durch diesen Temperaturwert, Aktivieren der Steuereinrichtung zum Ansteuern des Luftfedersystems des Kraftfahrzeuges zum Anheben der Vorderachse desselben vom normalen Fahrniveau aus.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aktivieren der Steuereinrichtung zum Ansteuern des Luftfedersystems zum Absenken der Vorderachse zurück auf das normale Fahrniveau bei Unterschreiten der Grenztemperatur durch den Temperaturwert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten der Grenztemperatur des Weiteren die Hinterachse des Kraftfahrzeuges angehoben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturwert gemessen wird, insbesondere in einem Radhaus und/oder an der Bremse des Kraftfahrzeuges.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturwert aus Betriebsparametern des Fahrzeuges, insbesondere des Fahrzeugmotors, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus Messwerten für die Fahrgeschwindigkeit, die Umgebungstemperatur und/oder Betriebsparameter des Fahrzeugs von der Steuereinrichtung der Luftfederung die aktuelle Temperatur in einem Radhaus des Kraftfahrzeuges berechnet wird und dass bei Überschreiten einer Grenztemperatur durch die aktuelle Temperatur die Steuereinrichtung zum Anheben der Vorderachse und/oder Hinterachse aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeuges durch Befüllen der vorgesehenen Luftfedern angehoben werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anheben der Vorderachse und/oder Hinterachse nur bei längerem Stillstand des Kraftfahrzeuges erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der längere Stillstand des Kraftfahrzeuges durch Schalten des Automatikgetriebes in die Parkstellung oder durch Aktivieren der Parkbremse erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse und/oder Hinterachse wieder auf normales Fahrniveau abgesenkt werden, wenn erkannt wird, dass ein Fahrbetrieb unmittelbar bevorsteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse und/oder Hinterachse bei langsamer Fahrt des Kraftfahrzeuges geringer angehoben werden als bei Stillstand desselben.
Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass bei langsamer Fahrt und angehobener Vorderachse und/oder Hinterachse ein Absenken auf das normale Fahrniveau erfolgt, wenn eine Geschwindigkeitsschwelle überschritten wird.
Luftfederung für Kraftfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: Mittel zum Bereitstellen eines Temperaturwertes des Kraftfahrzeuges oder von dessen Umgebung, Mittel zum Zuführen dieses Temperaturwertes zur Steuereinrichtung eines Luftfedersystems des Kraftfahrzeuges und ein Überwachungsmittel, welches bei Überschreiten einer Grenztemperatur durch diesen Temperaturwert, die Steuereinrichtung zum Ansteuern des Luftfedersystems des Kraftfahrzeuges zum Anheben der Vorderachse desselben vom normalen Fahrniveau aus aktiviert.