-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Differenzialsperre in einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einer zwei Räder mit einer jeweils zugehörigen Bremseinrichtung aufweisenden, angetriebenen Achse, wobei durch die elektronische Differenzialsperre bei Erfüllung wenigstens eines Eingriffskriteriums ein radspezifischer Bremseingriff vorgenommen wird, wobei bei Erfüllung eines ersten Deaktivierungskriteriums, welches die Überschreitung eines ersten Schwellwerts für die Temperatur einer Bremseinrichtung eines Rades überprüft, Bremseingriffe durch die elektronische Differentialsperre an diesem Rad deaktiviert werden und bei Erfüllung eines ersten Reaktivierungskriteriums, welches die Unterschreitung eines zweiten Schwellwerts für die Temperatur der Bremseinrichtung des Rades überprüft, Bremseingriffe durch die elektronische Differentialsperre wieder zugelassen werden. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
-
Elektronische Differentialsperren (EDS) dienen dazu, ein möglichst gleichmäßiges und komfortables Fahren, insbesondere Anfahren, auf unterschiedlich griffigen Fahrbahnoberflächen zu ermöglichen. Dabei nimmt die elektronische Differenzialsperre dann einen Bremseingriff vor, wenn ein Rad zu wenig Bodenhaftung aufweist, mithin die Antriebsenergie nicht effektiv übertragen kann, wobei der Bremseingriff derart erfolgt, dass eine Kraftübertragung zu dem besser greifenden Rad der Achse stattfindet. Auf diese Art und Weise wird der Reifenverschleiß verringert und die Fahrsicherheit/der Fahrkomfort erhöht. Eine elektronische Differenzialsperre wird üblicherweise durch Software und/oder Hardware in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs realisiert und kann als Bestandteil eines elektronischen Stabilisierungsprogramms (ESC) vorgesehen werden.
-
Dabei darf die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges durch Eingriffe der elektronischen Differenzialsperre nicht überhitzen, nachdem bei einer Überhitzung eine Schädigung der Bremsanlage und/oder ein deutliches Nachlassen der Bremswirkung resultieren könnte. Eine Überhitzung kann auch dazu führen, dass zu große Bremsscheibentemperaturen einhergehend mit großen Temperaturdifferenzen an einer Achse auftreten, was eine ungleichmäßige Bremswirkung links/rechts und somit einen Gierimpuls des Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang zur Folge hätte.
-
Um ein Überhitzen der Bremsanlage bzw. einzelner, Räder zugeordneter Bremseinrichtungen der Bremsanlage durch Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, eine radweise Abschaltung in Abhängigkeit von ermittelten Temperaturen der jeweiligen Bremseinrichtungen vorzusehen. Überschreitet eine Bremsentemperatur eines Rades eine obere EDS-Temperaturschwelle, also einen ersten Schwellwert, wird an dem betroffenen Rad keine EDS-Anforderung mehr umgesetzt, bis die Bremsentemperatur eine Wiedereinstiegsschwelle, also einen zweiten Schwellwert, wieder unterschreitet. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein bestehender Bremseingriff der elektronischen Differenzialsperre bei Überschreitung des ersten Schwellwerts noch zu Ende geführt bzw. ausgerampt wird; denkbar ist es jedoch auch, den Bremseingriff abzubrechen. Beispielsweise aus
EP 1 373 041 B1 ist ein Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens und der thermischen Belastbarkeit an das Kraftfahrzeugregelungssystem bekannt, bei dem bei Überschreitung einer bestimmten Maximaltemperatur für die Temperatur der Bremseinrichtung keine EDS-Eingriffe mehr erfolgen.
-
Bei der Verwendung einer derartigen Abschaltlogik mit einem einen ersten Schwellwert verwendenden Deaktivierungskriterium und einem einen zweiten Schwellwert nutzenden Reaktivierungskriterium für jedes Rad kann es jedoch nachteilhafterweise zu unbegründeten, störenden Deaktivierungen der elektronischen Differenzialsperre kommen. Dies gilt beispielsweise bei einer sportlichen Fahrt auf Landstraßen und/oder bei langem Gefälle sowie beim Befahren von Rennstrecken, nachdem dann die Bremsanlage relativ gleichmäßig auf beiden Seiten einer Achse aufgeheizt wird, das bedeutet, Bremseinrichtungen der Räder einer Achse werden gleichmäßig erwärmt. Bei Überschreiten der oberen EDS-Temperaturschwelle, also des ersten Schwellwertes, wird an dem betroffenen Rad kein Bremseingriff der elektronischen Differenzialsperre mehr umgesetzt. Allerdings sind bei solchen Fahrten oft kurze Eingriffe der elektronischen Differenzialsperre notwendig, die zu keiner signifikanten zusätzlichen Aufheizung der Bremseinrichtungen führen würden. Dies gilt beispielsweise bei einer sportlichen Kurvenfahrt oder kurzen µ-Split-Passagen, für die dann bei deaktivierter elektronischer Differenzialsperre keine Unterstützung des Fahrers erfolgt.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach umsetzbare Möglichkeit zur erweiterten, unkritischen Nutzung einer elektronischen Differenzialsperre anzugeben.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein zweites Deaktivierungskriterium und/oder ein zweites Reaktivierungskriterium verwendet werden, wobei das zweite Deaktivierungskriterium überprüft, ob die Temperatur einer Bremseinrichtung eines Rades einen dritten Schwellwert, der kleiner als der erste Schwellwert ist, überschreitet und gleichzeitig der Betrag der Differenz der Temperatur der Bremseinrichtung des Rades und der Temperatur der Bremseinrichtung des weiteren Rades derselben Achse größer als ein vierter Schwellwert ist, und/oder wobei das zweite Reaktivierungskriterium überprüft, ob die Temperatur der Bremseinrichtung des Rades einen fünften Schwellwert, der größer als der zweite Schwellwert ist, unterschreitet und gleichzeitig der Betrag der Differenz der Temperatur der Bremseinrichtung des Rades und der Temperatur der Bremseinrichtung des weiteren Rades derselben Achse kleiner als ein sechster Schwellwert, der kleiner als der vierte Schwellwert ist, ist.
-
Dabei werden für jedes Rad und somit jede Bremseinrichtung mithin zwei verschiedene Deaktivierungskriterien überprüft, wobei nach einer Deaktivierung von Bremseingriffen der elektronischen Differenzialsperre für dieses Rad dann auch zwei Reaktivierungskriterien für dieses Rad herangezogen werden, um zu entscheiden, ob dort wieder Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre zugelassen werden sollen. Der erste Schwellwert kann dabei höher als üblich gewählt werden, nachdem der darunter freigegebene Bereich durch das zweite Deaktivierungskriterium auf einen Erweiterungsbereich begrenzt wird, in dem sich die Temperaturen der an einer Achse gegenüberliegenden Bremseinrichtungen nicht zu stark unterscheiden dürfen. Auf diese Weise wird das Einprägen von Giermomenten aufgrund zu stark unterschiedlicher Temperaturen der Bremseinrichtungen einer Achse weiterhin vermieden.
-
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass genau der beschriebene Erweiterungsbereich, der zentral in einem aus den Bremsentemperaturen aufgespannten Raum liegt, jener ist, der bei Fahrten mit vielen Gefällestrecken und/oder sportlicher Fahrweise auftritt und in dem die elektronische Differenzialsperre von Nutzen wäre. Insgesamt wird also die Deaktivierung bzw. Ausrampung der Funktionen der elektronischen Differenzialsperre in Abhängigkeit der Temperaturen der Bremseinrichtungen geändert, um eine erhöhte Verfügbarkeit der elektronischen Differenzialsperre zu realisieren, so dass mithin die Wahrscheinlichkeit für Änderungen im Fahrverhalten bei bestimmten Fahrten/Fahrstilen reduziert wird und dass Traktionspotenzial des Kraftfahrzeugs erhöht wird.
-
Konkret wird dabei vorgeschlagen, eine Deaktivierung bzw. Ausrampung von Bremseingriffen der elektronischen Differenzialsperre nicht nur bei Erfüllung des ersten Deaktivierungskriteriums, bei welchem eine erhöhte Abschalttemperatur appliziert ist, vorzunehmen, sondern auch dann, wenn die Temperatur der Bremseinrichtung einen dritten Schwellwert überschreitet und gleichzeitig die Temperaturdifferenz der Bremseinrichtungen, also Bremse links zu Bremse rechts, an der betroffenen Achse einen vierten Schwellwert übersteigt. Entsprechendes ist für die Reaktivierung vorgesehen, so dass letztlich auch eine frühere Reaktivierung, gegebenenfalls auch in bislang nicht zugänglichen Betriebsbereichen innerhalb des Erweiterungsbereichs, ermöglicht wird.
-
In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann dabei insbesondere bei der Verwendung von Scheibenbremsen als Bremseinrichtung vorgesehen sein, dass der erste Schwellwert in einem Temperaturbereich von 550 bis 600 °C und/oder der zweite Schwellwert in einem Temperaturbereich von 300 bis 400 °C und/oder der dritte Schwellwert in einem Temperaturbereich von 400 bis 500 °C und/oder der vierte Schwellwert in einem Temperaturbereich von 50 bis 70 °C und/oder der fünfte Schwellwert in einem Temperaturbereich von 400 bis 500 °C und/oder der sechste Schwellwert in einem Temperaturbereich von 20 bis 40 °C gewählt wird. Eine beispielhafte Applikation von Schwellwerten bei Stahlbremsen kann beispielsweise vorsehen, dass der erste Schwellwert als 600 °C gewählt wird, der zweite Schwellwert als 350 °C (prinzipiell beibehalten von der bisherigen Applikation), der dritte Schwellwert als 450 °C, der vierte Schwellwert als 60 °C, der fünfte Schwellwert als 450 °C und der sechste Schwellwert als 30 °C gewählt wird.
-
Dabei kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass ein bereits anliegender Bremseingriff der elektronischen Differenzialsperre auch bei Erfüllung des Deaktivierungskriteriums noch zu Ende geführt wird. Bevorzugt ist es jedoch, einen bei Erfüllung eines der Deaktivierungskriterien aktiven Bremseingriff der elektronischen Differenzialsperre zu beendigen oder auszurampen.
-
Zur Ermittlung von Temperaturen der Bremseinrichtungen (Bremsentemperaturen) sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene, grundsätzlich bekannte Varianten denkbar. Zum einen ist es möglich, die Temperaturen der Bremseinrichtungen unter Verwendung wenigstens eines Messwertes eines Temperatursensors zu ermitteln. Bevorzugt ist es jedoch, nachdem in entsprechenden Steuergeräten meist ohnehin entsprechende Bremseinrichtungstemperaturmodelle vorliegen, die Temperaturen der Bremseinrichtungen unter Verwendung eines solchen Bremseinrichtungstemperaturmodells zu ermitteln. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Bremsscheibentemperaturmodell handeln, welches es erlaubt, die Temperatur von Bremsscheiben der Bremseinrichtungen, die dann als Scheibenbremsen ausgebildet sind, zu ermitteln. Die Ermittlung kann selbstverständlich auch unter Nutzung sowohl von Messwerten von Temperatursensoren als auch von Bremseinrichtungstemperaturmodellen erfolgen.
-
Vorzugsweise kann eine als Teil einer Fahrdynamikregelung ausgebildete elektronische Differenzialsperre verwendet werden. Fahrdynamikregelungen, die auch als elektronische Stabilitätsprogramme (ESC) bekannt sind, bilden meistens ein Gesamtpaket verschiedener Funktionen, zu denen zweckmäßigerweise auch die elektronische Differenzialsperre gehören kann. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass beispielsweise ein verwendetes Bremseinrichtungstemperaturmodell für verschiedene Funktionen gewinnbringend genutzt werden kann. Der Fahrdynamikregelung kann ein Steuergerät zugeordnet sein, welches entsprechend auch die Funktion der elektronischen Differenzialsperre realisiert und die Deaktivierungskriterien und die Reaktivierungskriterien für die einzelnen Räder überprüft.
-
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine zwei Räder mit einer jeweils zugehörigen Bremseinrichtung aufweisende, angetriebene Achse und eine eine elektronische Differenzialsperre realisierende Steuereinrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Die Steuereinrichtung wird dabei bevorzugt durch ein Steuergerät, insbesondere ein ESC-Steuergerät, gebildet.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Skizze zur Erläuterung des Ansteuerungsverhaltens im Stand der Technik,
- 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Ansteuerungsverhaltens bei Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 3 eine Skizze zur Erläuterung der Grundidee der vorliegenden Erfindung, und
- 4 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
-
1 erläutert in Form eines Diagramms, in dem die Temperatur Tl einer linken Bremseinrichtung einer angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs gegen die Temperatur Tr der rechten Bremseinrichtung einer Achse eines Kraftfahrzeugs dargestellt ist, ein Ansteuerungsverhalten zur Deaktivierung und Reaktivierung der Möglichkeit für Bremseingriffe einer elektronischen Differenzialsperre gemäß dem Stand der Technik. Dort ist zunächst ein Deaktivierungskriterium vorgesehen, welches für jedes der Räder der angetriebenen Achse prüft, ob eine der Temperaturen Tl und Tr der jeweils zugehörigen Bremseinrichtungen eines Rades einen ersten Schwellwert 1 überschreitet, der vorliegend als 450 °C gewählt ist. Sind Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre für ein Rad deaktiviert, wird für dieses Rad kontinuierlich ein Reaktivierungskriterium überprüft, welches gemäß 1 bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts 2 für die jeweilige Bremsentemperatur Tl bzw. Tr Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre für dieses Rad wieder zulässt. Es ergibt sich ersichtlich ein recht großer Sperrbereich 3 für Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre; genauso ist der Reaktivierungsbereich 4 eher eng begrenzt.
-
2 zeigt, wie die Verfügbarkeit der EDS-Funktion bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erweitert werden kann. Dabei werden das oben bezüglich 1 diskutierte Deaktivierungskriterium als erstes Deaktivierungskriterium und das oben bezüglich 1 diskutierte Reaktivierungskriterium als erstes Reaktivierungskriterium beibehalten, wobei das erste Reaktivierungskriterium unverändert bleibt, das heißt der Schwellwert 2 verbleibt wie in 1 bei 350 °C, bei dem ersten Deaktivierungskriterium nun jedoch ein höherer erster Schwellwert 1 von 600 °C appliziert wird. Es werden jedoch zusätzlich ein zweites Deaktivierungskriterium für jedes Rad und ein zweites Reaktivierungskriterium für jedes Rad, an dem Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre deaktiviert wurden, überprüft. Das zweite Deaktivierungskriterium überprüft hierbei für jedes Rad, an dem Bremseingriffe der elektronischen Differenzialsperre zur Zeit zugelassen werden, ob die Temperatur Tl, Tr der zugeordneten Bremseinrichtung einen dritten Schwellwert 5, hier 450 °C, überschreitet und gleichzeitig die Differenz der Temperaturen Tl - Tr der Bremseinrichtungen der Achse betragsmäßig einen vierten Schwellwert 6, hier 60 °C, überschreitet. Damit wird gegenüber der Situation in 1 gemäß 2 ein Erweiterungsbereich 7, in dem die elektronische Differenzialsperre genutzt werden kann, geschaffen. Analog wird auch der Reaktivierungsbereich 4 erweitert, indem im Rahmen eines zweiten Reaktivierungskriteriums überprüft wird, ob die Temperatur Tl bzw. Tr der dem betroffenen Rad zugeordneten Bremseinrichtung einen fünften Schwellwert 8 überschreitet, der hier beispielhaft identisch dem dritten Schwellwert 5, also bei 450 °C, gewählt ist, und gleichzeitig die Differenz der Temperaturen Tl und Tr der jeweiligen Achse betragsmäßig einen sechsten Schwellwert 9, hier gewählt als 30 °C, unterschreitet. Das bedeutet, die elektronische Differenzialsperre steht auch schneller wieder zur Verfügung.
-
Wie 3 zeigt, liegt der Erweiterungsbereich 7 dabei so, dass ein typischer Temperaturbereich 10, der bei Fahrten mit häufigen Gefällestrecken und/oder bei Fahrten mit sportlicher Fahrweise üblicherweise auftritt, umfasst wird, so dass die Funktion der elektronischen Differenzialsperre auch für derartige Fahrten möglichst weitgehend zur Verfügung steht und die Wahrscheinlichkeit von geändertem Fahrverhalten aufgrund deaktivierter elektronischer Differenzialsperre deutlich reduziert wird, was die Fahrsicherheit erhöht und das Fahrgefühl des Fahrers verbessert.
-
4 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 11. Dieses weist wenigstens eine angetriebene Achse 12 auf, mit der ein rechtes und ein linkes Rad 13 verbunden sind. Jedem Rad ist dabei eine Bremseinrichtung 14 zugeordnet, die vorliegend als Stahl-Scheiben-Bremse ausgebildet ist und deren Temperatur in einem als Steuereinrichtung 15 dienenden Steuergerät 16 einer Fahrdynamikregelung anhand eines Bremseinrichtungstemperaturmodells bestimmt werden kann. Optional können zusätzlich Messwerte wenigstens eines in 4 nicht gezeigten Temperatursensors verwendet werden. Die Steuereinrichtung 15 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
-
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Stahl-Scheiben-Bremsen beschränkt, sondern kann auch bei anderen Bremsenarten mit entsprechend angepassten Schwellwerten eingesetzt werden, beispielsweise bei einer Keramik-Scheiben-Bremse oder einer Trommelbremse.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-